JP7036850B2 - Sensor diffusion stack material for pressure sensing gloves and how to incorporate it - Google Patents

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Description

本明細書は一般に、センサーにかかる圧力を検出および測定するためのセンサーシステムおよびプロセスに関する。より具体的には、結果として生じる力を決定するために、センサー全体に加えられた力を伝達して、さまざまな密度の分散拡散材料(distribution and diffusion materials)を組み込んだセンサースタック設計に関する。 The present specification generally relates to sensor systems and processes for detecting and measuring the pressure exerted on a sensor. More specifically, it relates to a sensor stack design incorporating various densities of dispersion and diffusion materials by transmitting the force applied to the entire sensor to determine the resulting force.

センサーを使用して、それに適用される圧力測定値を収集することができる。例えば、力がかかったときに、オペレータの手に沿って経験する代表的な圧力測定値を収集するために、センサー技術を組み込んだグローブを使用できる。センサーによって検出される圧力測定の精度を向上させるために、グローブに沿って、および/またはグローブ内に配置されたセンサーのサイズ、位置および/または形状を、グローブのオペレータによって実行される所定のタスクに関連して決定することができる。事前に決められたタスクが、一般に、(例えば、オペレータの手(指や手のひらの表面を含む)の自然な湾曲によって)センサーに対してさまざまな角度で物理的な力に遭遇することを含み得る場合、それに加えられる物理的な力は、センサーの平面に対して非垂直方向に受けることがある。したがって、結果として生じる圧力測定の決定は、センサーで受ける力の角度による誤差が含まれる場合がある。センサーで検出された圧力を測定する際の潜在的な不正確さは、受けた力の大きさを特定する目的に有害である可能性がある。 Sensors can be used to collect pressure measurements applied to them. For example, gloves incorporating sensor technology can be used to collect typical pressure measurements experienced along the operator's hand when a force is applied. Predetermined tasks performed by the glove operator on the size, position and / or shape of sensors placed along and / or within the glove to improve the accuracy of pressure measurements detected by the sensor. Can be determined in relation to. Predetermined tasks can generally involve encountering physical forces at different angles to the sensor (eg, due to the natural curvature of the operator's hand (including the surface of the finger or palm)). In some cases, the physical force applied to it may be applied non-vertically to the plane of the sensor. Therefore, the resulting pressure measurement decision may include an error due to the angle of force received by the sensor. The potential inaccuracy in measuring the pressure detected by the sensor can be detrimental to the purpose of determining the magnitude of the force received.

一実施形態では、力を測定するための圧力感知グローブには、接触層のペアの間に配置される、接触層のペアと拡散層のペアを含むセンサーが含まれている。接触層のペアは、拡散層のペア全体でセンサーの外側面に沿って受ける力を分散する。センサーはさらに、拡散層のペアの間に配置された感知層を含む。拡散層のペアは、感知層を横断する接触層のペアから受信した力を正規化する。感知層は、センサーにかかる結果として生じる圧力を決定するために、感知層の表面積全体にわたって複数の位置で力を受ける。 In one embodiment, the pressure sensing glove for measuring force includes a sensor that includes a pair of contact layers and a pair of diffusion layers that are placed between the pairs of contact layers. The contact layer pair distributes the force received along the outer surface of the sensor across the diffusion layer pair. The sensor further includes a sensing layer placed between a pair of diffusion layers. The diffusion layer pair normalizes the force received from the contact layer pair across the sensing layer. The sensing layer receives forces at multiple locations over the entire surface area of the sensing layer to determine the resulting pressure on the sensor.

別の実施形態では、方法は、センサーの外側接触層に沿った位置にセンサーを含むグローブに加えられる力を受けるステップと、その位置から、外側接触層に沿って、外側接触層をわたる複数の位置まで力を分散するステップと、を含む。この方法は、センサーの外側拡散層の複数の位置で外側接触層の複数の位置から力を受けることをさらに含む。外側拡散層は、その上で受ける力に対して外側接触層の下に配置される。この方法は、外側拡散層全体にわたる複数の位置で外側拡散層を通過する力を正規化するステップと、センサーの感知層の表面領域をわたる力を受けるステップと、をさらに含む。感知層は、外側接触層の下に配置され、外側拡散層が、その上で受ける力に対する。 In another embodiment, the method is a step of receiving a force applied to a glove containing the sensor at a position along the outer contact layer of the sensor and from that position across the outer contact layer along the outer contact layer. Includes steps to distribute the force to position. The method further comprises receiving forces from multiple locations on the outer contact layer at multiple locations on the outer diffusion layer of the sensor. The outer diffusion layer is placed beneath the outer contact layer with respect to the forces it receives. The method further comprises normalizing the force passing through the outer diffusion layer at multiple locations across the outer diffusion layer, and receiving a force across the surface area of the sensor's sensing layer. The sensing layer is located below the outer contact layer and is against the force that the outer diffusion layer receives on it.

別の実施形態では、グローブ装置は、グローブ装置の表面に沿って配置された外層を含むセンサーを含み、グローブ装置の表面から力を受けるように構成されており、外層はさらに力を分散するように構成されており、それを介して分散力を正規化する。グローブ装置は、外層に隣接して配置された内層を含み、グローブ装置の表面で外層が力を受けることに応じて、垂直力を受けるように構成されている。内層はさらに、垂直力を分散するように構成され、それを通る分散法線力を正規化する。グローブ装置は、外層と内層の間に配置された感知層をさらに含む。感知層は、外層から正規化された力、および、グローブ装置の表面から受け取った力の結果として生じる大きさを検出するために内層からの正規化された垂直力を受けるように構成されている。 In another embodiment, the glove device comprises a sensor comprising an outer layer arranged along the surface of the glove device and is configured to receive force from the surface of the glove device so that the outer layer further disperses the force. It is configured in, through which the dispersion force is normalized. The glove device includes an inner layer arranged adjacent to the outer layer and is configured to receive a normal force in response to the force being received by the outer layer on the surface of the glove device. The inner layer is further configured to disperse the normal force and normalize the distributed normal force through it. The glove device further includes a sensing layer disposed between the outer and inner layers. The sensing layer is configured to receive a normalized force from the outer layer and a normalized normal force from the inner layer to detect the magnitude of the force received from the surface of the glove device. ..

本明細書に記載の実施形態により提供されるこれらおよび追加の特徴は、図面と併せて、以下の詳細な説明を考慮して、より完全に理解される。 These and additional features provided by the embodiments described herein are more fully understood in light of the following detailed description, in conjunction with the drawings.

図面に記載されている実施形態は、本質的に例示および例示である。また、特許請求の範囲によって定義される主題を限定することを意図したものではない。例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むと、理解することができる。ここで、同様の構造は同様の参照番号で示されている。
図1は、本明細書に示され、説明される1つ以上の実施形態による、グローブの掌表面に沿った複数のセンサー領域を含む、例示的な感知グローブシステムを概略的に示す。 図2は、本明細書に示され、説明される1つ以上の実施形態による,グローブの手のひらの表面に沿って複数のセンサーを含む別の例示的な感知グローブシステムを概略的に示す。 図3Aは、本明細書に示され、説明される1つ以上の実施形態による、グローブの指の表面に沿って延びる複数のセンサー領域を含む図1の感知グローブシステムを概略的に示す。 図3Bは、本明細書に示され、説明される1つ以上の実施形態による、指の曲面に沿って延びる複数のセンサー領域を含む図1の感知グローブシステムを概略的に示す。 図4Aは、本明細書に示され、説明される1つ以上の実施形態による、グローブの指の表面に沿って延びる複数のセンサーを含む図3の感知グローブシステムを概略的に示す。 図4Bは、本明細書に示され、説明される1つ以上の実施形態による、指の曲面に沿って延びる複数のセンサーを含む図4の感知グローブシステムを概略的に示す。 図5は、本明細書に示され、説明される1つ以上の実施形態による、図1および図2の感知グローブシステムのセンサーの例示的なスタック設計を概略的に示す 図6は、本明細書に示され、説明される1つ以上の実施形態による、図1および図2の感知グローブシステムのセンサーのスタック設計全体にわたる例示的な力の分散を概略的に示す。 図7は、本明細書に示され説明される1つ以上の実施形態による、図1および図2の感知グローブシステムのセンサーをわたる力を分散する例示的な方法の流れ図を示す。
The embodiments described in the drawings are essentially exemplary and exemplary. Nor is it intended to limit the subject matter defined by the claims. The following detailed description of the exemplary embodiment can be understood by reading in conjunction with the following drawings. Here, similar structures are indicated by similar reference numbers.
FIG. 1 schematically illustrates an exemplary sensing glove system, comprising multiple sensor regions along the palm surface of the glove, according to one or more embodiments shown and described herein. FIG. 2 schematically illustrates another exemplary sensing glove system comprising multiple sensors along the surface of the glove's palm, according to one or more embodiments shown and described herein. FIG. 3A schematically illustrates the sensing glove system of FIG. 1 comprising a plurality of sensor areas extending along the surface of a glove finger according to one or more embodiments shown and described herein. FIG. 3B schematically illustrates the sensing glove system of FIG. 1 comprising a plurality of sensor regions extending along a curved surface of a finger according to one or more embodiments shown and described herein. FIG. 4A schematically illustrates the sensing glove system of FIG. 3 comprising a plurality of sensors extending along the surface of a glove finger according to one or more embodiments shown and described herein. FIG. 4B schematically illustrates the sensing glove system of FIG. 4 comprising a plurality of sensors extending along a curved surface of a finger according to one or more embodiments shown and described herein. FIG. 5 schematically illustrates an exemplary stack design of the sensors of the sensing glove system of FIGS. 1 and 2 according to one or more embodiments shown and described herein. FIG. 6 schematically illustrates the exemplary force distribution across the stack design of the sensors in the sensing glove systems of FIGS. 1 and 2 according to one or more embodiments shown and described herein. FIG. 7 shows a flow chart of an exemplary method of distributing forces across the sensors of the sensing glove systems of FIGS. 1 and 2 according to one or more embodiments shown and described herein.

グローブシステムは、グローブに沿って受けた力を集合的に検出するように設計されたセンサーセンブリの1つまたは複数のアレイ(領域など)を含むことができる。グローブのセンサーアレイに加えられる物理的な力を検出することにより、グローブのオペレータは、オペレータの手に沿ったさまざまな位置において、結果として生じる圧力を識別することができる。グローブのセンサーセンブリによって検出された圧力データを使用して、グローブシステムのオペレータは、タスク(例えば、物理的な位置、ジオメトリ、および/またはオペレータの手の向きの調整)の実行方法を調整できる。上記のデータの分析の結果として、オペレータの手に沿って耐える力を最小にして、それにより、負傷、不快、および/またはタスクを実行する際の不必要な苦痛の可能性を減らす。タスクを実行する適切な方法を決定するには、タスクの実行時にオペレータの手に加えられる力に基づいて、結果として生じる圧力を正確に測定することが望ましい。しかしながら、場合によっては、結果として生じる圧力測定は、手の掌表面および/またはセンサーセンブリの平面に沿って力を受けるさまざまな角度のためにオペレータの手に沿って受ける実際の力に対して変化する場合がある。力ベクトルの測定の不正確さは、オペレータの手に加えられた結果として生じる圧力を正確に測定する際に、また、オペレータの手でのタスクの実行において、適切な方法を決定する際に課題をもたらす可能性がある。 The glove system can include one or more arrays of sensor assemblies (such as regions) designed to collectively detect forces received along the glove. By detecting the physical force applied to the glove's sensor array, the glove operator can identify the resulting pressure at various locations along the operator's hand. The pressure data detected by the glove's sensor assembly can be used by the glove system operator to adjust how tasks (eg, physical position, geometry, and / or adjustment of the operator's hand orientation) are performed. As a result of the analysis of the above data, the force to withstand along the operator's hand is minimized, thereby reducing the possibility of injury, discomfort, and / or unnecessary pain in performing the task. To determine the appropriate way to perform a task, it is desirable to accurately measure the resulting pressure based on the force exerted on the operator's hands when performing the task. However, in some cases, the resulting pressure measurements vary relative to the actual force received along the operator's hand due to the various angles that receive the force along the palm surface of the hand and / or the plane of the sensor assembly. May be done. The inaccuracy of force vector measurements is a challenge in accurately measuring the pressure that results from being applied to the operator's hands and in determining the appropriate method for performing tasks in the operator's hands. May bring.

本開示は、概して、グローブシステムおよび方法に関する。これには、グローブに沿って受ける力を検出および測定するためのセンサー技術が含まれる。より具体的には、本開示は、センサーセンブリのコアセンサー層についてさまざまな材料の複数の層を配置することによりグローブのセンサーセンブリに沿って受け取った圧力の測定の精度を向上させるグローブシステムのセンサーセンブリおよび方法に関する。コアセンサー層の周りに配置された複数の層は、特に、センサーセンブリに沿って受ける力を分散して正規化するように構成される。コアセンサーアレイヤー全体に力を分散するセンシングシステムの提供は、それに加えられた力から計算された、結果として生じる圧力、特に、グローブの表面に対して角度のある向きを有する力を正確に測定するのに役立つ。グローブシステムは、受信したさまざまな力を検出および測定してタスクを実行する際の、正確な検出のために、グローブシステムの複数の層に力を分散および拡散させることにより、オペレータの手の掌表面に対して正確に、さまざまな角度でのオペレータの手における物理的な位置や方向など、適切な方法を決定するのに役立つ。 The present disclosure relates generally to glove systems and methods. This includes sensor technology for detecting and measuring the forces applied along the glove. More specifically, the present disclosure improves the accuracy of measuring the pressure received along the glove's sensor assembly by placing multiple layers of different materials for the sensor assembly's core sensor layer. Regarding assembly and method. A plurality of layers arranged around the core sensor layer are specifically configured to distribute and normalize the forces received along the sensor assembly. The provision of a sensing system that distributes the force throughout the core sensor layer accurately measures the resulting pressure, especially the force with an angled orientation with respect to the surface of the glove, calculated from the applied force. Helps to do. The glove system detects and measures the various forces received and distributes and disperses the forces across multiple layers of the glove system for accurate detection when performing tasks, thereby palming the operator's hand. It helps to determine the proper method, such as the exact physical position and orientation in the operator's hand at different angles with respect to the surface.

図面を参照すると、図1は、少なくとも1つの指表面領域102および掌表面領域(palmar surface region)104を含む、例示的なグローブシステム100を示す。グローブシステム100の掌表面領域104は、掌側中手部(palmar metacarpal region)106、掌側中央部(median palmar region)108、小指球部(hypothenar region)110、および母指球部112を含む、グローブシステム100の掌表面領域104は、特に、掌側中手部106、掌側中央部108、小指球部110、および母指球部112の1つ以上に沿って、その上に配置された1つまたは複数のセンサーアレイ120を含む。この例では、手掌表面領域104は、掌側中手部106に沿って配置された3つのセンサーアレイ120と、小指球部110に沿って配置された1つのセンサーアレイ120と、母指球部112に沿って配置された1つのセンサーアレイ120とを含む。1つ以上のセンサーアレイ120は、様々な方法でグローブシステム100に固定し、取り付けられることができる。その方法は、グローブシステム100のファブリック上に1つまたは複数のセンサーアレイ120を印刷するもの、1つ以上のセンサーアレイ120をグローブシステム100のファブリックに織り込むもの、1つ以上のセンサーアレイ120をグローブに接着固定するもの、および/または同様のもの、を含むが、それらに限られるものではない。追加のおよび/またはより少ないセンサーアレイ120は、本開示の範囲から逸脱することなく、ここに示され、描かれているもののほかにも手掌表面領域104の様々な解剖学的領域に沿って配置することができることが理解されるべきである。 Referring to the drawings, FIG. 1 shows an exemplary glove system 100 comprising at least one finger surface region 102 and a palm surface region 104. The palm surface region 104 of the glove system 100 includes a palmar metacarpal region 106, a medial palmar region 108, a hypothenar region 110, and a thumb ball 112. , The palm surface area 104 of the glove system 100 is specifically located on one or more of the palm side middle hand portion 106, the palm side central portion 108, the hypothenar portion 110, and the thumb ball portion 112. Includes one or more sensor arrays 120. In this example, the palm surface area 104 includes three sensor arrays 120 arranged along the palm side middle hand portion 106, one sensor array 120 arranged along the hypothenar portion 110, and a thumb ball portion. Includes one sensor array 120 arranged along 112. The one or more sensor arrays 120 can be fixed and attached to the glove system 100 in various ways. The method is to print one or more sensor arrays 120 on the fabric of the glove system 100, weave one or more sensor arrays 120 into the fabric of the glove system 100, or glove one or more sensor arrays 120. Includes, but is not limited to, those that adhere to and / or similar to. Additional and / or less sensor arrays 120 are placed along various anatomical regions of the palm surface region 104 in addition to those shown and depicted herein, without departing from the scope of the present disclosure. It should be understood that it can be done.

グローブシステム100の1つ以上のセンサーアレイ120は、その中に配置された複数の検知領域122を含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のセンサーアレイ120のそれぞれの複数の検知領域122は、グローブシステム100で実行される予定のタスクに関連して、手のひらの表面領域104に沿ってサイズ、形状が定められ、配置されている。言い換えると、1つ以上のセンサーアレイ120の位置とプロファイル、および、グローブシステム100の掌表面領域104に沿ってそこに含まれる複数の検知領域122は、グローブシステム100の所定の使用に基づいて、決定することができる。したがって、1つまたは複数のセンサーアレイ120は、オペレータの手で所定のタスクを実行するとき一般的にその上に力の負荷を受け取る掌表面領域の104の対応する領域106108、110、112に沿って、サイズ設定および配置されている。本明細書でより詳細に説明するように、1つ以上のセンサーアレイ120は、例えば、所定のタスクを実行するときオペレータの手が一般的に力の負荷を受ける場合、グローブシステム100の指表面領域102に沿って配置され得る。グローブシステム100に沿って、静的な位置に配置された、1つ以上のセンサーアレイ120に加えて、所定のタスクの実行中にプッシュロード(push load)を受け取ることができ、1つ以上のセンサーアレイ120は、グローブシステム100の部分に沿ってさらに配置することができ、特に手掌表面領域104において、オペレータの手に沿って間接的な力を生成する、横方向スライド可能な荷重を受け取ることができる。 One or more sensor arrays 120 of the globe system 100 include a plurality of detection areas 122 disposed therein. In some embodiments, each plurality of detection areas 122 of one or more sensor arrays 120 are sized and shaped along the surface area 104 of the palm in relation to the task to be performed on the glove system 100. Is defined and arranged. In other words, the location and profile of one or more sensor arrays 120, and the plurality of detection areas 122 contained therein along the palm surface area 104 of the glove system 100, are based on the predetermined use of the glove system 100. Can be decided. Thus, one or more sensor arrays 120 are along the corresponding regions 106108, 110, 112 of 104 palm surface regions that generally receive a force load on them when performing a predetermined task by the operator's hand. Is sized and placed. As described in more detail herein, one or more sensor arrays 120 may include, for example, the finger surface of the glove system 100 if the operator's hand is generally subject to force when performing a predetermined task. It can be arranged along the region 102. One or more sensor arrays 120 statically located along the globe system 100, plus one or more capable of receiving a push load while performing a given task. The sensor array 120 can be further placed along a portion of the glove system 100 to receive a laterally slidable load that produces an indirect force along the operator's hand, especially in the palm surface area 104. Can be done.

引き続き図1を参照すると、1つ以上のセンサーアレイ120のそれぞれの複数の検知領域122は、さらに、オペレータの手の表面の曲率に関連して、掌表面領域104に沿って、サイズ、形状が定められ、配置される。言い換えると、1つ以上のセンサーアレイ120のプロファイル、および、グローブシステム100の掌表面領域104に沿って、そこに含まれる複数の検知領域122は、オペレータの手の表面曲率に基づいて、センサーアレイ120が位置する掌表面領域104の特定の領域106、108、110、112に沿って、決定することができる。この例では、掌側中手部106に沿って位置するセンサーアレイ120の複数の検知領域122は、掌側中手部106の湾曲およびサイズに対してサイズおよび形状が決められている。したがって、掌側中手部106に沿って位置するセンサーアレイ120の複数の検知領域122は、掌側中手部106の対応する輪郭のため、比較的小さく円形である。 Continuing with reference to FIG. 1, each of the plurality of detection regions 122 of one or more sensor arrays 120 is further sized and shaped along the palm surface region 104 in relation to the curvature of the operator's hand surface. Determined and placed. In other words, along the profile of one or more sensor arrays 120 and the palm surface area 104 of the glove system 100, the plurality of detection areas 122 contained therein are based on the surface curvature of the operator's hand. It can be determined along the specific areas 106, 108, 110, 112 of the palm surface area 104 where 120 is located. In this example, the plurality of detection regions 122 of the sensor array 120 located along the palm side middle hand portion 106 are sized and shaped with respect to the curvature and size of the palm side middle hand portion 106. Therefore, the plurality of detection areas 122 of the sensor array 120 located along the palm side middle hand portion 106 are relatively small and circular due to the corresponding contour of the palm side middle hand portion 106.

小指球部110および母指球部112に沿って配置されたセンサーアレイ120の複数の検知領域122は、小指球部110および母指球部112の曲率とサイズに関連するサイズと形状が、それぞれ定められる。したがって、小指球部110および母指球部112に沿って配置されたセンサーアレイ120の複数の検知領域122は、小指球部110および母指領域112の対応する輪郭のために比較的大きく細長い。個々のセンサーアレイ120内の複数の検知領域122は、相対的なサイズと形状が異なる場合があることが理解されるべきである。さらに、1つまたは複数のセンサーアレイ120の他のさまざまなサイズ、形状および位置、特に、手のひらの表面領域104に沿って、その中に配置された検知領域122は、ここに示され、描かれているものより、グローブシステム100に含めることができることが理解されるべきである。本明細書でより詳細に説明するように、1つ以上のセンサーアレイ120内の複数の検知領域122を含むグローブシステム100で、グローブシステム100は、一般のオペレータの手の非離散的な解剖学的部分に沿って(すなわち、検知領域122に沿って)それに加えられる負荷力(force load)を感知するように構成される。1つ以上のセンサーアレイ120内に複数の検知領域122を含むことで、グローブシステム100は、圧力がかかるグローブシステム100に沿って位置の一般的な表示を提供することができることが理解されるべきである。本明細書でより詳細に説明するように、個々の個別のセンサーを含みことは、グローブシステムが圧力を受ける位置の特定の指示を提供することができる。 The plurality of detection areas 122 of the sensor array 120 arranged along the hypothenar part 110 and the thumb part 112 have sizes and shapes related to the curvature and size of the little finger part 110 and the thumb part 112, respectively. It is decided. Therefore, the plurality of detection regions 122 of the sensor array 120 arranged along the hypothenar portion 110 and the thumb region 112 are relatively large and elongated due to the corresponding contours of the hypothenar portion 110 and the thumb region 112. It should be understood that the plurality of detection areas 122 within the individual sensor array 120 may differ in relative size and shape. In addition, other various sizes, shapes and locations of the one or more sensor arrays 120, in particular the detection areas 122 located within the surface area 104 of the palm, are shown and depicted herein. It should be understood that it can be included in the glove system 100 rather than what it does. As described in more detail herein, in a glove system 100 comprising a plurality of detection regions 122 in one or more sensor arrays 120, the glove system 100 is a non-discrete anatomy of the hands of a general operator. It is configured to sense the force load applied to it along the target portion (ie, along the detection area 122). It should be understood that by including the plurality of detection areas 122 within one or more sensor arrays 120, the glove system 100 can provide a general indication of position along the pressured glove system 100. Is. As described in more detail herein, the inclusion of individual individual sensors can provide specific indications of where the glove system is under pressure.

ここで図2を参照すると、別の例示的なグローブシステム200が示されている。以下で説明されている場合を除き、グローブシステム200は、同様の参照番号が同様のコンポーネントを識別するために使用されるように上記で記載されたグローブシステム100とほぼ同じであることは理解されるべきである。しかしながら、グローブシステム200は、手掌表面領域104に沿った1つまたは複数のセンサーアレイ220内にグローブシステム200が複数のセンサー222を含むことにおいて、グローブシステム100とは異なる。この例では、手掌表面領域104は、掌側中手部106に沿って配置された3つのセンサーアレイ220、小指球部110に沿って配置された1つのセンサーアレイ220、および、母指球部112に沿って配置された1つのセンサーアレイ220を含む。グローブシステム200のセンサーアレイ220のそれぞれは、その中に配置された複数の個別のセンサー222を含み、1つ以上のセンサーアレイ220は、様々な方法でグローブシステム200に固定し、取り付けることができる。この方法は、グローブシステム200のファブリック上に1つ以上のセンサーアレイ220を印刷するもの、1つ以上のセンサーアレイ220をグローブシステム200のファブリックに織り込むもの、1つ以上のセンサーアレイ220をグローブに接着固定するもの、および/または同様のものを含む。しかし、それらに限られるものではない。追加のおよび/またはより少ないセンサーアレイ220および/またはセンサー222が本開示の範囲から逸脱することなく、ここに示され、描かれているものより、手掌表面領域104の様々な解剖学的領域に沿って配置することができることが理解されるべきである。 Here, with reference to FIG. 2, another exemplary glove system 200 is shown. It is understood that the glove system 200 is similar to the glove system 100 described above so that similar reference numbers are used to identify similar components, except as described below. Should be. However, the glove system 200 differs from the glove system 100 in that the glove system 200 includes a plurality of sensors 222 in one or more sensor arrays 220 along the palm surface area 104. In this example, the palm surface area 104 is composed of three sensor arrays 220 arranged along the palm side middle hand portion 106, one sensor array 220 arranged along the hypothenar portion 110, and a thumb ball portion. Includes one sensor array 220 arranged along 112. Each of the sensor arrays 220 of the globe system 200 includes a plurality of individual sensors 222 disposed therein, and one or more sensor arrays 220 can be secured and attached to the globe system 200 in various ways. .. This method prints one or more sensor arrays 220 on the fabric of the glove system 200, weaves one or more sensor arrays 220 into the fabric of the glove system 200, and puts one or more sensor arrays 220 on the glove. Includes adhesive fixation and / or similar. However, it is not limited to them. Additional and / or less sensor arrays 220 and / or sensors 222, without departing from the scope of the present disclosure, are shown and depicted in various anatomical regions of the palm surface region 104. It should be understood that it can be placed along.

いくつかの実施形態では、1つ以上のセンサーアレイ220のそれぞれの複数のセンサー222は、グローブシステム200で実行される予定のタスクに関連する掌表面領域104に沿って形づくられ、配置されるサイズが決められている。言い換えると、1つ以上のセンサーアレイ220の位置およびプロファイル、および、グローブシステム200の掌表面領域104に沿ってそこに含まれる複数のセンサー222は、グローブシステム200の所定の使用に基づいて決定することができる。したがって、1つ以上のセンサーアレイ220は、サイズが決められ、オペレータの手で所定のタスクを実行するとき、一般に力の負荷を受ける掌表面領域104の対応する領域106、108、110、112に沿って配置されている。本明細書でより詳細に説明するように、1つ以上のセンサーアレイ220、特に複数のセンサー222は、例えば、オペレータの手が一般に、所定のタスクを実行するときに、その上に力の負荷がかかるグローブシステム200の指表面領域102に沿って配置することができる。 In some embodiments, each of the plurality of sensors 222 of one or more sensor arrays 220 is shaped and placed along the palm surface area 104 associated with the task to be performed in the glove system 200. Has been decided. In other words, the location and profile of one or more sensor arrays 220 and the plurality of sensors 222 contained therein along the palm surface area 104 of the glove system 200 are determined based on the predetermined use of the glove system 200. be able to. Thus, the one or more sensor arrays 220 are sized and in the corresponding regions 106, 108, 110, 112 of the palm surface region 104, which is generally subject to force when performing a predetermined task by the operator's hand. It is arranged along. As described in more detail herein, one or more sensor arrays 220, in particular a plurality of sensors 222, may be loaded onto it, for example, when the operator's hand generally performs a predetermined task. Can be placed along the finger surface area 102 of the glove system 200.

引き続き図1を参照すると、1つ以上のセンサーアレイ220のそれぞれの複数のセンサー222は、さらに、オペレータの手の表面の曲率に関連して、掌表面領域104に沿って、サイズ、形状が決められ、配置される。言い換えると、グローブシステム200の掌表面領域104に沿って、1つ以上のセンサーアレイ220およびそこに含まれる複数のセンサー222のプロファイルが、センサーアレイ220が位置する掌表面領域104の角度の特定の領域106、108、110、112に沿ったオペレータの手の表面曲率に基づいて、決定される。この例では、掌側中手部106に沿って位置するセンサーアレイ220の複数のセンサー222は、掌側中手部106の湾曲およびサイズに対してサイズおよび形状が決められている。したがって、掌側中手部106に沿って位置するセンサーアレイ220の複数のセンサー222は、掌側中手部106の対応する輪郭のため、比較的小さい。 Continuing with reference to FIG. 1, each of the plurality of sensors 222 of one or more sensor arrays 220 is further sized and shaped along the palm surface area 104 in relation to the curvature of the operator's hand surface. And placed. In other words, along the palm surface area 104 of the glove system 200, the profiles of one or more sensor arrays 220 and the plurality of sensors 222 contained therein specify the angle of the palm surface area 104 in which the sensor array 220 is located. Determined based on the surface curvature of the operator's hand along regions 106, 108, 110, 112. In this example, the plurality of sensors 222 of the sensor array 220 located along the palm side middle hand portion 106 are sized and shaped with respect to the curvature and size of the palm side middle hand portion 106. Therefore, the plurality of sensors 222 of the sensor array 220 located along the palm side middle hand portion 106 are relatively small due to the corresponding contours of the palm side middle hand portion 106.

小指球部110および母指球部112に沿って配置されたセンサーアレイ220の複数のセンサー222は、小指球部110および母指球部112の曲率とサイズに関連して、それぞれサイズと形状とが決められる。したがって、小指球部110および母指球部112に沿って配置されたセンサーアレイ220の複数のセンサー222は、球体領域110および母指球部112の対応する輪郭のために比較的大きい。個々のセンサーアレイ220内の複数のセンサー222は、互いに相対的なサイズと形状が異なる場合があることが理解されるべきである。さらに、他1つ以上のセンサーアレイ220、特にその中に配置されたセンサー222のさまざまなサイズ、形状および位置は、ここに示され、描かれているものより、手のひらの表面領域104に沿って、グローブシステム200に含めることができることが理解されるべきである。本明細書でより詳細に説明するように、1つ以上のセンサーアレイ220内の複数のセンサー222を含むグローブシステム200で、グローブシステム200は、特に、オペレータの手の(すなわち、センサー222の上の)個別の解剖学的部分に沿ってそれに加えられる負荷力(force load)を感知するように構成される。1つ以上のセンサーアレイ220内の複数の個別センサー222で、グローブシステム200は、圧力を受けるグローブシステム200に沿って位置の特定の表示を提供することができることが理解されるべきである。 The plurality of sensors 222 of the sensor array 220 arranged along the hypothenar part 110 and the thumb part 112 have different sizes and shapes in relation to the curvature and size of the little finger part 110 and the thumb part 112, respectively. Is decided. Therefore, the plurality of sensors 222 of the sensor array 220 arranged along the hypothenar portion 110 and the thumb portion 112 are relatively large due to the corresponding contours of the spherical region 110 and the thumb portion 112. It should be understood that the plurality of sensors 222 in the individual sensor array 220 may differ in size and shape relative to each other. In addition, the various sizes, shapes and positions of one or more other sensor arrays 220, in particular the sensors 222 placed therein, are shown and depicted here along the surface area 104 of the palm. It should be understood that the glove system 200 can be included. As described in more detail herein, in a glove system 200 comprising a plurality of sensors 222 in one or more sensor arrays 220, the glove system 200 is particularly on the operator's hand (ie, on the sensor 222). It is configured to sense the force load applied to it along an individual anatomical part. It should be understood that with the plurality of individual sensors 222 in one or more sensor arrays 220, the glove system 200 can provide a specific indication of position along the glove system 200 under pressure.

ここで図3Aを参照すると、グローブシステム100は、1つ以上の指表面領域102に沿って配置される1つまたは複数のセンサーアレイ120をさらに含むことができる。1つ以上のセンサーアレイ120は、グローブシステム100および/または指表面領域102の表面湾曲の所定の使用に対応して比較的にサイズおよび形状が定められ、その中に配置された複数の検知領域122を含む。例えば、センサーアレイ120の複数の検知領域122は、遠位端101が一般的にその上に力荷重を受けるとき、オペレータの手で所定のタスクを実行するとき指表面領域102の遠位端101に延びて沿うことができる。追加または代替として、さらなる例として、センサーアレイ120の複数の検知領域122は、指の表面領域102でのオペレータの手の表面輪郭に対応して、指表面領域102に沿って湾曲していることができる。 Referring now to FIG. 3A, the glove system 100 may further include one or more sensor arrays 120 arranged along one or more finger surface regions 102. The one or more sensor arrays 120 are relatively sized and shaped for a given use of the surface curvature of the glove system 100 and / or the finger surface area 102, and a plurality of detection areas located therein. Includes 122. For example, the plurality of detection areas 122 of the sensor array 120 may have the distal end 101 of the finger surface area 102 when performing a predetermined task by the operator's hand, when the distal end 101 is generally subject to a force load on it. Can be extended along. As an additional or alternative, as a further example, the plurality of detection regions 122 of the sensor array 120 are curved along the finger surface region 102 corresponding to the surface contour of the operator's hand at the finger surface region 102. Can be done.

図3Bを参照すると、この例では、複数の検知領域122は、指表面領域102の湾曲した解剖学的部分に沿って延び、平面的な解剖学的部分に加えて、これにより、センサーアレイ120の少なくとも1つの検知領域122を、通常、力の負荷がかかる指表面領域102の各解剖学的部分に沿って配置する。指表面領域102の湾曲部分に沿って配置されたセンサーアレイ120の検知領域122(例えば、解剖学的部分1、6、7、8、9、10、11、12、および13)は、オペレータの指の解剖学的形状の湾曲に形状適合する。ここで詳細に説明するように、指表面領域102に沿った1つまたは複数のセンサーアレイ120の材料組成は、掌表面領域104に沿って配置された1つまたは複数のセンサーアレイ120に対して変化し、指表面領域102に沿って、グローブシステム100、200に適切な指の触覚を保持することができる。特に、指表面領域102に沿ってセンサーアレイ120の剛性を下げる材料は、グローブシステム100、200のオペレータによって、指表面領域102の動きやすさを保つ。さらに、指の表面領域102に沿って1つまたは複数のセンサーアレイ120の材料厚は、掌表面領域104に沿って配置され、指表面領域102に沿ったグローブシステム100、200に対する十分な操作性を提供する、1つまたは複数のセンサーアレイ120に関連して変化し得る。 Referring to FIG. 3B, in this example, the plurality of detection regions 122 extend along the curved anatomical portion of the finger surface region 102, and in addition to the planar anatomical portion, thereby the sensor array 120. At least one detection area 122 of the is usually placed along each anatomical portion of the finger surface area 102 to which a force load is applied. The detection area 122 (eg, anatomical parts 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, and 13) of the sensor array 120 arranged along the curved portion of the finger surface area 102 is of the operator. Shape fits the curvature of the anatomical shape of the finger. As described in detail here, the material composition of one or more sensor arrays 120 along the finger surface area 102 is relative to one or more sensor arrays 120 arranged along the palm surface area 104. Along the finger surface area 102, the glove system 100, 200 can be varied to retain a suitable finger tactile sensation. In particular, the material that reduces the rigidity of the sensor array 120 along the finger surface area 102 keeps the finger surface area 102 mobile by the operators of the glove systems 100, 200. Further, the material thickness of one or more sensor arrays 120 along the finger surface area 102 is arranged along the palm surface area 104 and is sufficiently manoeuvrable for the glove systems 100, 200 along the finger surface area 102. Can vary in relation to one or more sensor arrays 120.

本例の指表面領域102上で、単一のセンサーアレイ120が示され説明されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、指表面領域102の他の様々な解剖学的部分に沿って、追加および/またはより少ないセンサーアレイ120を配置することができることは理解されるべきである。さらに、個々のセンサーアレイ120内の複数の検知領域122は、互いに相対的なサイズと形状が異なる場合があり、指表面領域102に沿って、1つ以上のセンサーアレイ120および検知領域122の形状および位置は、本明細書に示され、描かれているものの他、グローブシステム100に含まれることができることは理解されるべきである。 A single sensor array 120 is shown and described on the finger surface region 102 of this example, but without departing from the scope of the present disclosure, along with various other anatomical portions of the finger surface region 102. It should be appreciated that additional and / or fewer sensor arrays 120 can be placed. Further, the plurality of detection regions 122 in the individual sensor array 120 may differ in relative size and shape from each other, and the shape of one or more sensor arrays 120 and the detection region 122 along the finger surface region 102. And positions should be understood to be included in the Globe System 100 in addition to those shown and depicted herein.

ここで図4Aを参照すると、グローブシステム200は、1つ以上の指表面領域102に沿って配置される1つ以上のセンサーアレイ220をさらに含むことができる。この1つ以上のセンサーアレイ220は、その中に配置された複数のセンサー222を含み、それらは、比較的サイズと形状がグローブシステム200の所定の使用および/または指表面領域102の表面湾曲に対応している。例えば、センサーアレイ220の複数のセンサー222は、オペレータの手で所定のタスクを実行するとき、遠位端101が一般的にその上に力荷重を受けるとき指表面領域102の遠位端101まで、それに沿って延びることができる。追加または代替として、さらなる例として、センサーアレイ220の複数のセンサー222は、指表面領域102でのオペレータの手の角度の表面輪郭に対応する指表面領域102に沿って湾曲していることがあり得る。 Referring now to FIG. 4A, the glove system 200 may further include one or more sensor arrays 220 arranged along one or more finger surface areas 102. The one or more sensor arrays 220 include a plurality of sensors 222 disposed therein, which are relatively sized and shaped to the predetermined use of the glove system 200 and / or the surface curvature of the finger surface area 102. It corresponds. For example, the plurality of sensors 222 of the sensor array 220 to the distal end 101 of the finger surface region 102 when the distal end 101 generally receives a force load on it when performing a predetermined task by the operator's hand. , Can extend along it. As an additional or alternative, as a further example, the plurality of sensors 222 of the sensor array 220 may be curved along the finger surface area 102 corresponding to the surface contour of the operator's hand angle at the finger surface area 102. obtain.

図4Bを参照すると、この例では、複数のセンサー222は、指表面領域102の湾曲した解剖学的部分に沿って延び、平面的な解剖学的部分に加えて、これにより、センサーアレイ220の少なくとも1つのセンサー222を、通常、力の負荷がかかる指表面領域102の各解剖学的部分に沿って配置する。本例の指表面領域102上で、単一のセンサーアレイ220が示され、説明されているが、追加および/またはより少ないセンサーアレイ220を、本開示の範囲から逸脱することなく、指表面領域102の他の様々な解剖学的部分に沿って配置することができることは理解されるべきである。さらに、個々のセンサーアレイ220内の複数のセンサー222は、互いに相対的なサイズと形状においてが異なる場合があり、指表面領域102に沿った1つ以上のセンサーアレイ220およびセンサー222の種々の他のサイズ、形状および位置は、ここに示され、描かれているものよりも、グローブシステム200に含まれることができることは理解されるべきである。 Referring to FIG. 4B, in this example, the plurality of sensors 222 extend along a curved anatomical portion of the finger surface region 102, and in addition to the planar anatomical portion, thereby the sensor array 220. At least one sensor 222 is typically placed along each anatomical portion of the finger surface area 102 to which force is applied. A single sensor array 220 is shown and described on the finger surface region 102 of this example, but additional and / or less sensor arrays 220 are included in the finger surface region without departing from the scope of the present disclosure. It should be understood that it can be placed along various other anatomical parts of 102. In addition, the plurality of sensors 222 within the individual sensor arrays 220 may differ in relative size and shape from each other, and a variety of one or more sensor arrays 220 and sensors 222 along the finger surface region 102. It should be understood that the size, shape and position of the glove system 200 can be included in the glove system 200 more than what is shown and depicted here.

ここで図5を参照すると、検知領域122および/またはセンサー222の例示的なトランスデューサ300が描かれている。特に、図5は、グローブシステム100の検知領域122、および/またはトランスデューサ300を含むグローブシステム200のセンサー222の断面概略図を示す。したがって、グローブシステム100の検知領域122、および/または上記のグローブシステム200のセンサー222は、本明細書に示されるトランスデューサ300を備えることができることを理解すべきである。トランスデューサ300は、互いの上に配置された複数の層を含むことができ、グローブシステム100、200が、オペレータの手に沿って受け取った場合、比較的軽量であるように、一般に、薄い正規化構造を維持するように構成されている。トランスデューサ300の複数の層は、感知領域122および/またはセンサー222がそれに沿って配置されるオペレータの手の表面特性に依存する様々な厚さ、材料組成、弾性を含むことができる。トランスデューサ300の複数の層は、平面(つまり、フラット)プロファイルを有するものとして示されているが、グローブシステム100、200指表面領域102または掌表面領域104に沿って検知領域122および/またはセンサー222の解剖学的位置に依存して、トランスデューサ300の層は、湾曲し、傾斜し、さまざまな厚である、および/または、類似のものであり得ることが理解されるべきである。 Here, with reference to FIG. 5, an exemplary transducer 300 of the detection area 122 and / or the sensor 222 is depicted. In particular, FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the sensor 222 of the glove system 200 including the detection area 122 of the glove system 100 and / or the transducer 300. Therefore, it should be understood that the detection area 122 of the glove system 100 and / or the sensor 222 of the glove system 200 described above can include the transducer 300 shown herein. Transducers 300 can include multiple layers placed on top of each other and are generally thin normalized so that the glove systems 100, 200 are relatively lightweight when received along the operator's hand. It is configured to maintain its structure. Multiple layers of the transducer 300 can include various thicknesses, material compositions, and elasticity depending on the surface properties of the operator's hand on which the sensing area 122 and / or the sensor 222 is placed. Multiple layers of the transducer 300 are shown as having a planar (ie, flat) profile, but the detection area 122 and / or the sensor 222 along the glove system 100, 200 finger surface area 102 or palm surface area 104. It should be understood that depending on the anatomical position of the transducer 300, the layers of the transducer 300 may be curved, tilted, of varying thickness, and / or similar.

この例では、トランスデューサ300は、感知層308がその中に配置されるように、外側拡散層306と内部拡散層310との間に配置された感知層308を含む。トランスデューサ300は、拡散層306、310のペアが接触層304、312のペア内に配置されるように、外側接触層304と内部接触層312の間に配置された外側拡散層306および内部拡散層310をさらに含む。この場合には、外側接触層304と内側接触層312とは、残りの層306、308、310が、それらの間に配置されるように、トランスデューサ300の外部境界を定義する。外側接触層304は、層306、308、310の反対側の外側表面302を画定し、そして、内側接触層312は、層306、308、310の反対側の内側表面314を画定する。トランスデューサ300の外側面302は、外側面302が反対側を向くように、指表面領域102および/または掌表面領域104に沿って比較的上方に配置され、グローブシステム100、200内で受けたときのオペレータの手からオフセットされることが理解されるべきである。したがって、トランスデューサ300の内面314は、指表面領域102に沿って比較的内側に、および/または、内側表面314が次を向くように掌表面領域104に配置され、グローブシステム100、200内で受けたときのオペレータの手に隣接する。 In this example, the transducer 300 includes a sensing layer 308 disposed between the outer diffusion layer 306 and the inner diffusion layer 310 such that the sensing layer 308 is disposed therein. The transducer 300 has an outer diffusion layer 306 and an inner diffusion layer arranged between the outer contact layer 304 and the inner contact layer 312 so that the pair of diffusion layers 306, 310 is arranged within the pair of contact layers 304 and 312. Further includes 310. In this case, the outer contact layer 304 and the inner contact layer 312 define the outer boundary of the transducer 300 such that the remaining layers 306, 308, 310 are located between them. The outer contact layer 304 defines the outer surface 302 opposite to the layers 306, 308, 310, and the inner contact layer 312 defines the inner surface 314 opposite to the layers 306, 308, 310. The outer surface 302 of the transducer 300 is located relatively upward along the finger surface area 102 and / or the palm surface area 104 so that the outer surface 302 faces oppositely and is received within the glove system 100, 200. It should be understood that it is offset from the operator's hands. Thus, the inner surface 314 of the transducer 300 is located relatively inward along the finger surface area 102 and / or in the palm surface area 104 with the inner surface 314 facing next and is received within the glove system 100, 200. Adjacent to the operator's hand at the time.

引き続き図5を参照すると、トランスデューサ300は、複数の層304、306、308、310、312を貫通して接続する、1つ以上のガイド機能316をさらに含む。この例では、トランスデューサ300は、接触層304、312のペアにおいて、拡散層306、310のペアおよび感知層308が延びる方向に対して垂直に配置されたガイド機能316のペアを含む。ガイド機構316のペアは、ガイド機構316が比較的ソフトで柔軟であるように、接触層304、312のペアおよび拡散層306、310のペアよりも比較的小さい厚さを含む。いくつかの実施形態では、ガイド機能のペア316には、VeroWhitePlus、フォトポリマー、三次元印刷材料、デジタル素材、および/または同様のものを含む。ガイド機能316のペアは、それにより、検知領域122および/またはセンサー222に沿って受ける力の検出精度を向上させるために、接触層304、312のペア、拡散層306、310のペア、および、感知層308の整列を維持するように構成される。ガイド機構316のペアは、感知層308上の長手方向の負荷をさらに低減し得る。本明細書でより詳細に説明するように、検知領域122のトランスデューサ300および/またはセンサー222は、本開示の範囲から逸脱することなく、ここに示され、説明されているものよりも追加および/または少数のレイヤーおよび/またはガイド機能を含めることができる。 Continuing with reference to FIG. 5, the transducer 300 further includes one or more guide functions 316 connecting through the plurality of layers 304, 306, 308, 310, 312. In this example, the transducer 300 includes a pair of diffusion layers 306, 310 and a pair of guide functions 316 arranged perpendicular to the direction in which the sensing layer 308 extends in a pair of contact layers 304, 312. The pair of guide mechanisms 316 includes a thickness relatively smaller than the pair of contact layers 304 and 312 and the pair of diffusion layers 306, 310 so that the guide mechanism 316 is relatively soft and flexible. In some embodiments, the guide function pair 316 includes VeroWhitePlus, photopolymers, 3D printing materials, digital materials, and / or the like. The pair of guide functions 316, thereby, to improve the detection accuracy of the force received along the detection area 122 and / or the sensor 222, the pair of contact layers 304, 312, the pair of diffusion layers 306, 310, and It is configured to maintain the alignment of the sensing layer 308. A pair of guide mechanisms 316 may further reduce the longitudinal load on the sensing layer 308. As described in more detail herein, the transducers 300 and / or sensors 222 in the detection area 122 are added and / or more than those shown and described herein without departing from the scope of the present disclosure. Or it can contain a small number of layers and / or guide functions.

例えば、検知領域122および/またはセンサー222のトランスデューサ300に含まれる多数のガイド機能316は、感知領域122および/またはセンサー222がそれに沿って配置されることになる、オペレータの手の解剖学的領域の形状および/または輪郭に依存することができる。検知領域122および/またはセンサー222が、かなりの曲率を含むオペレータの手の解剖学的領域(例えば、指表面領域102の遠位端101、母指球部112など)に沿って配置されている場合、トランスデューサ300の複数の層304306、308、310、312の適切なアライメントを維持するには、追加のガイド機能316が必要になり得る。対照的に、検知領域122および/またはセンサー222が、実質的な形状または輪郭を含まないオペレータの手の解剖学的領域(例えば、手掌中手領域106、掌側中央部108、小指球部110など)に沿って配置されるとき、必要なガイド機能316が少ない、または、ないことが要求され得る。 For example, a number of guide functions 316 included in the transducer 300 of the detection area 122 and / or the sensor 222 are the anatomical areas of the operator's hand to which the sensing area 122 and / or the sensor 222 will be located. Can depend on the shape and / or contour of. The detection region 122 and / or the sensor 222 are located along the anatomical region of the operator's hand that contains significant curvature (eg, the distal end 101 of the finger surface region 102, the ball 112, etc.). In some cases, additional guide function 316 may be required to maintain proper alignment of the plurality of layers 304306, 308, 310, 312 of the transducer 300. In contrast, the detection area 122 and / or the sensor 222 does not contain a substantial shape or contour of the operator's hand anatomical area (eg, palm middle hand area 106, palm side central 108, hypothenar 110). Etc.), it may be required that the required guide function 316 is low or absent.

引き続き図5を参照すると、1つまたは複数のガイド機能316間の横方向距離は、感知領域122および/またはセンサー222がそれに沿って配置されることになるオペレータの手の形状および/または解剖学的領域の輪郭に応じて増減することができる。検知領域122および/またはセンサー222がオペレータの、かなりの曲率を含む手の解剖学的領域(例えば、指表面領域102の遠位端101、母指領域112など)に沿って配置されている場合、2つ以上のガイド機能316間のより小さい横方向距離が、曲率が小さい(例えば、手掌中手領域106、中手掌領域108、小指球部110、など)オペレータの手の解剖学的領域と比較したトランスデューサ300の複数の層304306、308、310、312の適切な整列を維持するために必要とされ得る。対照的に、検知領域122および/またはセンサー222が、(例えば、指表面領域102の遠位端101、母指領域112など)オペレータの手の解剖学的領域と比較して、より湾曲している実質的な形状または輪郭を含まないオペレータの手の解剖学的領域(例えば、手掌中手領域106、中手掌領域108、小指球部110、など)に沿って配置されているとき、2つ以上のガイド機能316の間のより大きな横方向距離が適切であり得る。 Continuing with reference to FIG. 5, the lateral distance between one or more guide functions 316 is the shape and / or anatomy of the operator's hand through which the sensing area 122 and / or the sensor 222 will be placed. It can be increased or decreased according to the contour of the target area. When the detection area 122 and / or the sensor 222 is located along the operator's anatomical area of the hand containing significant curvature (eg, distal end 101 of finger surface area 102, finger area 112, etc.). A smaller lateral distance between the two or more guide functions 316 with the anatomical region of the operator's hand with a smaller curvature (eg, palm middle hand region 106, middle palm region 108, small finger ball 110, etc.). It may be needed to maintain proper alignment of multiple layers 304306, 308, 310, 312 of the compared transducers 300. In contrast, the detection area 122 and / or the sensor 222 is more curved compared to the anatomical area of the operator's hand (eg, the distal end 101 of the finger surface area 102, the finger area 112, etc.). Two when placed along the anatomical region of the operator's hand that does not contain a substantial shape or contour (eg, palm middle hand region 106, middle palm region 108, small finger ball 110, etc.) A larger lateral distance between the above guide functions 316 may be appropriate.

その上で受ける、圧力(例えば、強制荷重)を、それに加えられる圧力の大きさを示す電気信号に変換するように構成された3次元ロードセルを含む、トランスデューサ300の感知層308は圧力センサーである。いくつかの実施形態では、感知層308は、例えば、ピエゾ抵抗生地、ポリエチレンテレフタレート(PET)、などの印刷層である。感知層308は、比較的薄いこと、材料組成、および/または同様なことのため、接触層のペア304、312および拡散層のペア306、310に対して柔軟な層である。いくつかの実施形態では、感知層308は、1つ以上の中間層によって感知層308が拡散層のペア306、310によって分離されるように、感知層308の周りに配置された1つ以上の中間層を含むことができる。中間層は、フィルム、ファブリック、導電性インク、ポリマー、硬質プラスチック、および/または同様なコーティングを含んでもよい。他の実施形態では、トランスデューサ300は、必要に応じて、感知層308を選択的に取り外して交換することができるように、その中および拡散層のペア306、310および接触層のペア304、312の間に感知層308を受け入れるためのセンサーポケットを含むことができる。 The sensing layer 308 of the transducer 300 is a pressure sensor, including a three-dimensional load cell configured to convert the pressure (eg, forced load) received on it into an electrical signal indicating the magnitude of the pressure applied to it. .. In some embodiments, the sensing layer 308 is a printed layer, such as, for example, a piezo-resistant fabric, polyethylene terephthalate (PET), or the like. The sensing layer 308 is a layer that is flexible with respect to the contact layer pairs 304, 312 and the diffusion layer pairs 306, 310 due to its relatively thinness, material composition, and / or similar. In some embodiments, the sensing layer 308 is one or more arranged around the sensing layer 308 such that the sensing layer 308 is separated by a pair of diffusion layers 306, 310 by one or more intermediate layers. It can include an intermediate layer. The interlayer may include films, fabrics, conductive inks, polymers, hard plastics, and / or similar coatings. In another embodiment, the transducer 300 has a sensing layer 308 in it and a diffusion layer pair 306, 310 and a contact layer pair 304, 312 so that the sensing layer 308 can be selectively removed and replaced as needed. A sensor pocket for receiving the sensing layer 308 may be included between the two.

引き続き図5を参照すると、拡散層のペア306、310および接触層のペア304、312は、弾性を有する3次元印刷デジタル材料で形成されている。いくつかの実施形態では、接触層のペア304、312および/または拡散層のペア306、310は、「VeroWhitePlus(商標)」、「Tank Black Plus(商標)」、および/または同様のものである。一般的に、外側接触層304および外側拡散層306は、内側接触層312および内側拡散層310に対する非圧縮性、剛性特性を提供する材料組成を含み、それは、圧縮性、より柔らかい特性を提供する材料組成を含む。いくつかの実施形態では、拡散層のペア306、310は、拡散層のペア306、310は、接触層のペア304、312に対して柔軟であるように、接触層のペア304、312よりも大きな弾性を含む。この場合には、接触層のペア304、312は、感知領域122および/またはセンサー222のトランスデューサ300の剛性の外側の構成を提供する。本明細書でより詳細に説明するように、拡散層のペア306、310の弾性の強化は、拡散層306、310のペアを可能にし、負荷(つまり、力)が、検知領域122および/またはセンサー222で受け取られて、負荷を、その間に配置された感知層308に向かってリダイレクトするときに、選択的に圧縮および/または変形する。 Continuing with reference to FIG. 5, the diffusion layer pairs 306, 310 and the contact layer pairs 304, 312 are made of elastic three-dimensional printed digital material. In some embodiments, the contact layer pairs 304, 312 and / or the diffusion layer pairs 306, 310 are "VeroWhitePlus ™", "Tank Black Plus ™", and / or the like. .. In general, the outer contact layer 304 and the outer diffusion layer 306 include a material composition that provides incompressible, rigid properties for the inner contact layer 312 and the inner diffusion layer 310, which provides compressible, softer properties. Includes material composition. In some embodiments, the diffusion layer pairs 306, 310 are more flexible than the contact layer pairs 304, 312 such that the diffusion layer pairs 306, 310 are more flexible with respect to the contact layer pairs 304, 312. Contains great elasticity. In this case, the contact layer pairs 304 and 312 provide the outer configuration of the rigidity of the transducer 300 of the sensing area 122 and / or the sensor 222. As described in more detail herein, the elastic enhancement of the diffusion layer pairs 306, 310 allows for the diffusion layer 306, 310 pairs and the load (ie, force) is in the detection area 122 and / or. Received by the sensor 222, it selectively compresses and / or deforms when redirecting the load towards the sensing layer 308 placed in between.

例えば、拡散層のペア306、310は、ショア硬度値が約27Aから約50Aの範囲の弾力性を含むことができ、接触層のペア304、312は、いくつかの実施形態ではショア硬度値が約70Aから95Aの範囲の、一部の実施形態では、15Dから50Dの、いくつかの実施形態では、約95Aから約80Dの弾力性を含むことができる。グローブシステム200のセンサーアレイ220が、その中に配置された複数のセンサー222を含む(例えば、図1、図4A-4B参照)場合、複数のセンサー222の接触層のペア304、312および/または拡散層のペア306、310は、トランスデューサ300の個々の個別センサー222の触覚をさらに高めるために、ショア硬度値が低い比較的柔らかい材料を含むことができることが理解されるべきである。例えば、複数のセンサー222のうちの接触層のペア304、312は、ショア硬度値が約65Aから約70Aの弾性(一部の実施形態では15Dのショア硬度に対応する場合がある)、より具体的には約60Aから約70Aの弾性(一部の実施形態では15Dのショア硬度に対応する場合がある)を持つ材料を含むことができる。さらなる例として、複数のセンサー222の拡散層のペアの306、310は、ショア硬度値が約27Aから35Aの弾性を持つ材料を含むことができる。 For example, diffusion layer pairs 306, 310 can include elasticity with shore hardness values in the range of about 27A to about 50A, and contact layer pairs 304, 312 have shore hardness values in some embodiments. It can include elasticity in the range of about 70A to 95A, in some embodiments from 15D to 50D, and in some embodiments from about 95A to about 80D. If the sensor array 220 of the globe system 200 includes a plurality of sensors 222 disposed therein (see, eg, FIGS. 1, 4A-4B), the contact layer pairs 304, 312 and / or of the plurality of sensors 222. It should be understood that the diffusion layer pairs 306, 310 can include a relatively soft material with a low shore hardness value in order to further enhance the tactile sensation of the individual individual sensors 222 of the transducer 300. For example, the contact layer pairs 304 and 312 of the plurality of sensors 222 have elasticity with a shore hardness value of about 65A to about 70A (may correspond to a shore hardness of 15D in some embodiments), more specifically. It can include materials having elasticity of about 60A to about 70A (which may correspond to a shore hardness of 15D in some embodiments). As a further example, the diffusion layer pairs 306, 310 of the plurality of sensors 222 can include elastic materials with a shore hardness value of about 27A to 35A.

あるいは、グローブシステム100、200の検知領域122および/またはセンサー222が、ぴったりフィットするために、トランスデューサ300の層を必要とする表面湾曲を含むオペレータの手の解剖学的部分に沿って配置されている場合、トランスデューサ300の1つ以上の層は、感知領域122および/またはセンサー222に適切な剛性を提供するために、より大きなショア硬さ値を持つ材料を含むことができる。例えば、複数の検知領域122(例えば、図1、図3A-3Bを参照)を有する1つ以上のセンサーアレイ120を含むグローブシステム100を用いて、検知領域122の外側接触層304は、いくつかの実施形態では、約95Aから約100A、一部の実施形態では約50Dから約60Dのショア硬度値を含むことができ、そして、検知領域122の内側接触層312は、いくつかの実施形態では、約70Aから約80A、またはいくつかの実施形態では約15Dから約30Dのショア硬度値を含むことができ、さらに、複数のセンサー222(図2、4A-4B)を有する1つ以上のセンサーアレイ220を含むグローブシステム200を用いて、センサー222の外側接触層304は、いくつかの実施形態では、約80Aから約95A、または、いくつかの実施形態では約30Dから約50Dのショア硬度値を含むことができ、センサー222の内側接触層312は、約60Aから約75A(これは、いくつかの実施形態では約20D)のショア硬度値を含めることができる。グローブシステム100の検知領域122の接触層のペア304、312(例えば、図1、図3A-3B参照)は、グローブシステム200の接触層のペア304、312よりも比較的硬い材料組成を含み(例えば、図1、図2、4A-4B参照)、個々の個別センサー222のローカライズ領域が、トランスデューサ300のサイズ(例えば、表面積)が大きいために複数の検知領域122のトランスデューサ300用に適切な強度を維持するために硬度を上げる必要があるように感知領域122の面積よりも比較的小さくてもよいからであることを理解すべきである。 Alternatively, the detection areas 122 and / or sensors 222 of the globe systems 100, 200 are placed along the anatomical portion of the operator's hand, including surface curvature that requires a layer of transducer 300 for a snug fit. If so, one or more layers of the transducer 300 can include materials with higher shore hardness values to provide adequate stiffness for the sensing area 122 and / or the sensor 222. For example, with the globe system 100 including one or more sensor arrays 120 having a plurality of detection areas 122 (see, eg, FIGS. 1, 3A-3B), the outer contact layer 304 of the detection area 122 may have several. In some embodiments, a shore hardness value of about 95A to about 100A, in some embodiments from about 50D to about 60D, can be included, and the inner contact layer 312 of the detection region 122 in some embodiments. , About 70A to about 80A, or in some embodiments about 15D to about 30D shore hardness values, plus one or more sensors with multiple sensors 222 (FIGS. 2, 4A-4B). Using the glove system 200 including the array 220, the outer contact layer 304 of the sensor 222 has a shore hardness value of about 80A to about 95A in some embodiments, or about 30D to about 50D in some embodiments. The inner contact layer 312 of the sensor 222 can include a shore hardness value of about 60A to about 75A, which is about 20D in some embodiments. The contact layer pair 304, 312 (see, eg, FIGS. 1, 3A-3B) of the detection area 122 of the globe system 100 contains a material composition that is relatively harder than the contact layer pair 304, 312 of the globe system 200 (see, eg, FIGS. 1, 3A-3B). (See, for example, FIGS. 1, 2, and 4A-4B), the localized areas of the individual individual sensors 222 are strong enough for the transducer 300 of multiple detection areas 122 due to the large size (eg, surface area) of the transducer 300. It should be understood that this may be relatively smaller than the area of the sensing area 122 so that the hardness needs to be increased to maintain.

引き続き図5を参照すると、いくつかの実施形態では、内部拡散層310および/または内側接触層312の弾性は、検知領域122のトランスデューサ300および/またはセンサー222が、例えば、指表面領域102、母指領域112グローブシステム100、200などの強化された触覚と操縦性が望ましいオペレータの手の解剖学的部分に沿って配置されている場合、それぞれ、外側拡散層306および外側接触層304とは異なり得る。特に、内部拡散層310は、グローブシステム100、200内で受けたオペレータの手に十分な触覚を提供するために、外側拡散層306のショア硬度とは異なるショア硬度を含むことができる。内部拡散層310は、オペレータの手に当たる可能性があるトランスデューサ300の内面314に対して比較的隣接して配置されているためである。例えば、内側拡散層310は、ショア硬度値が約27Aから約35Aである範囲の弾性を含むことができる。他の実施形態では、内側接触層312は、グローブシステム100、200内で受けたオペレータの手に強化された操縦性を提供するために、外側接触層304のショア硬度とは異なるショア硬度を含むことができる。内側接触層312は、オペレータの手に当接する可能性のあるトランスデューサ300の内面314に比較的隣接して配置されるためである。例えば、内側接触層312は、ショア硬度値が約60Aから約70Aの範囲(これは、いくつかの実施形態では約15Dのショア硬度値に対応する場合がある)の弾性を含むことができる。 Continuing with reference to FIG. 5, in some embodiments, the elasticity of the internal diffusion layer 310 and / or the inner contact layer 312 is such that the transducer 300 and / or the sensor 222 in the detection region 122 may, for example, the finger surface region 102, the mother. Unlike the outer diffusion layer 306 and the outer contact layer 304, respectively, when placed along the anatomical part of the operator's hand where enhanced tactile sensation and maneuverability are desired, such as the finger area 112 glove system 100, 200. obtain. In particular, the internal diffusion layer 310 may include a shore hardness different from the shore hardness of the outer diffusion layer 306 in order to provide sufficient tactile sensation to the operator's hand received within the glove system 100, 200. This is because the internal diffusion layer 310 is located relatively adjacent to the inner surface 314 of the transducer 300, which may hit the operator's hands. For example, the inner diffusion layer 310 can include elasticity in the range of shore hardness values of about 27A to about 35A. In another embodiment, the inner contact layer 312 includes a shore hardness that is different from the shore hardness of the outer contact layer 304 in order to provide enhanced maneuverability to the operator's hand received within the glove system 100, 200. be able to. This is because the inner contact layer 312 is located relatively adjacent to the inner surface 314 of the transducer 300 that may come into contact with the operator's hand. For example, the inner contact layer 312 can contain elasticity with a shore hardness value in the range of about 60A to about 70A, which may correspond to a shore hardness value of about 15D in some embodiments.

トランスデューサ300の拡散層のペア306、310は、接触層のペア304、312よりも、より厚い。例えば、拡散層のペア306、310は、約0.25ミリメートルから約0.5ミリメートルの厚さを含むことができ、接触層のペア304、312は、約0.1ミリメートルから約0.2ミリメートルの厚さを含むことができる。グローブシステム200のセンサーアレイ220が、その中に配置された複数のセンサー222を含み(例えば、図1、図4A-4B)、接触層のペア304、312および/または拡散層のペア306、310が、トランスデューサ300の個々の個別センサー222の触覚をさらに高めるために、より薄い厚さの比較的薄い材料を含むことができることが理解されるべきである。例えば、複数のセンサー222のうちの接触層のペア304、312は、約0.15ミリメートルから約0.2ミリメートルの厚さを有する材料を含むことができる。さらなる例として、複数のセンサー222のうちの拡散層のペア306、310は、約0.3ミリメートルから約0.5ミリメートル、より具体的には0.15ミリメートルから約0.2ミリメートルの厚さを有する材料を含むことができる。 The diffusion layer pairs 306, 310 of the transducer 300 are thicker than the contact layer pairs 304, 312. For example, diffusion layer pairs 306, 310 can include a thickness of about 0.25 mm to about 0.5 mm, and contact layer pairs 304, 312 can contain from about 0.1 mm to about 0.2 mm. Can include millimeter thickness. The sensor array 220 of the globe system 200 includes a plurality of sensors 222 disposed therein (eg, FIGS. 1, 4A-4B), with contact layer pairs 304, 312 and / or diffusion layer pairs 306, 310. However, it should be understood that in order to further enhance the tactile sensation of the individual individual sensors 222 of the transducer 300, relatively thin materials of thinner thickness can be included. For example, a pair of contact layers 304, 312 of a plurality of sensors 222 can include materials having a thickness of about 0.15 mm to about 0.2 mm. As a further example, the diffusion layer pairs 306, 310 of the plurality of sensors 222 are about 0.3 mm to about 0.5 mm, more specifically 0.15 mm to about 0.2 mm thick. Can include materials having.

あるいは、グローブシステム100、200の検知領域122および/またはセンサー222が、ぴったりフィットするトランスデューサ300の層を必要とする表面湾曲を含むオペレータの手の解剖学的部分に沿って配置されている場合、トランスデューサ300の1つ以上の層は、検知領域122および/またはセンサー222へ適切な剛性を提供するために、より薄い厚さの材料を含むことができる。例えば、複数の検知領域122および/またはセンサー222を有する1つ以上のセンサーアレイ120、220を含むグローブシステム100、200を使用すると(例えば、図1-図4参照)、内部拡散層310は、約0.15ミリメートルから約0.20ミリメートルの厚さを含むことができる。グローブシステム100の検知領域122の内部拡散層310(例えば、図1、3A-3B参照)およびグローブシステム200の内部拡散層310(例えば、図2、4A-4B)は、検知領域122および/またはセンサー222が位置する解剖学的部分が実質的な表面曲率を含む場合、同様の厚みを含むことができることが理解されるべきである。内部拡散層310をわたる適切な力の拡散が、最小材料厚が必要であるからである。しかしながら、内側拡散層310および/またはトランスデューサ300の他の層の厚さは、グローブシステム100、200の感知領域122および/またはセンサー222が位置する解剖学的部分に沿ったオペレータの手の圧縮率によって異なることがあり得る。そのため、ここで説明する厚さと弾性はオペレータごとに異なる。 Alternatively, if the detection areas 122 and / or sensors 222 of the globe systems 100, 200 are placed along the anatomical portion of the operator's hand, including surface curvature that requires a layer of transducer 300 to fit snugly. One or more layers of the transducer 300 may include thinner thickness material to provide adequate rigidity to the detection area 122 and / or the sensor 222. For example, when a globe system 100, 200 including one or more sensor arrays 120, 220 with a plurality of detection areas 122 and / or sensors 222 is used (see, eg, FIGS. 1-4), the internal diffusion layer 310 may be It can include a thickness of about 0.15 mm to about 0.20 mm. The internal diffusion layer 310 of the detection region 122 of the globe system 100 (see, eg, FIGS. 1, 3A-3B) and the internal diffusion layer 310 of the globe system 200 (eg, FIGS. 2, 4A-4B) are in the detection region 122 and / or. It should be understood that if the anatomical portion on which the sensor 222 is located contains a substantial surface curvature, it can contain similar thicknesses. This is because proper force diffusion across the internal diffusion layer 310 requires a minimum material thickness. However, the thickness of the inner diffusion layer 310 and / or the other layers of the transducer 300 is the compression ratio of the operator's hand along the anatomical portion where the sensing area 122 and / or the sensor 222 of the glove system 100, 200 is located. Can vary depending on. Therefore, the thickness and elasticity described here differ from operator to operator.

引き続き図5を参照すると、上記のように、いくつかの実施形態では、内部拡散層310の弾性および/または内側接触層312は、感知領域122および/またはセンサー222のトランスデューサ300が、例えば、指表面領域102、母指領域112グローブシステム100、200などといった、強化された触覚と操縦性が望ましいオペレータの手の解剖学的部分に沿って配置されている場合、それぞれ、外側拡散層306および外側接触層304とは異なり得る。特に、内部拡散層310は、グローブシステム100、200内に収容されたオペレータの手に十分な触覚を提供するため、外側拡散層306の厚さとは異なる厚さを含むことができる。内部拡散層310は、オペレータの手に当たる可能性があるトランスデューサ300の内面314に比較的隣接して配置されるからである。例えば、内側拡散層310は、約0.25ミリメートルから約0.35ミリメートル、より詳細には、0.15ミリメートルから約0.20ミリメートルの厚さを含む。他の実施形態では、内側接触層312は、オペレータの手に強化された操縦性を提供するために、外側接触層304の厚さと異なる厚さを含むことができる。内側接触層312は、外側接触層304に対して、トランスデューサ300の内面314に隣接して配置されているためである。例えば、内側接触層312は、約0.10ミリメートルから約0.20ミリメートルの範囲の厚さを含み得る。 Continuing to refer to FIG. 5, as described above, in some embodiments, the elastic and / or inner contact layer 312 of the internal diffusion layer 310 has the sensing region 122 and / or the transducer 300 of the sensor 222, eg, a finger. Outer diffusion layer 306 and outer, respectively, when placed along the anatomical part of the operator's hand where enhanced tactile sensation and maneuverability are desired, such as surface area 102, thumb area 112 glove system 100, 200, etc. It may be different from the contact layer 304. In particular, the internal diffusion layer 310 may include a thickness different from that of the outer diffusion layer 306 in order to provide sufficient tactile sensation to the operator's hand housed in the glove system 100, 200. This is because the internal diffusion layer 310 is located relatively adjacent to the inner surface 314 of the transducer 300, which may hit the operator's hands. For example, the inner diffusion layer 310 includes a thickness of about 0.25 mm to about 0.35 mm, more specifically 0.15 mm to about 0.20 mm. In another embodiment, the inner contact layer 312 may include a thickness different from that of the outer contact layer 304 in order to provide enhanced maneuverability to the operator's hand. This is because the inner contact layer 312 is arranged adjacent to the inner surface 314 of the transducer 300 with respect to the outer contact layer 304. For example, the inner contact layer 312 may include a thickness in the range of about 0.10 millimeters to about 0.20 millimeters.

いくつかの実施形態では、グローブシステム100、200内で受けることになっているオペレータの手の生理学、グローブシステム100、200によって実行されるタスクなどに基づいてトランスデューサ300の1つまたは複数の層を修正または省略してもよいことが理解されるべきである。あるいは、グローブシステム200が、複数のセンサー222が配置されている1つ以上のセンサーアレイ220を含む場合、複数のセンサー222のトランスデューサ300の1つまたは複数の層は、グローブシステム200に圧力が加えられている特定の位置を検出するグローブシステム200の能力を高めるために修正または省略することができる。例えば、グローブシステム100、200のセンサーアレイ120、220を、(例えば、手掌中手領域106、中手掌領域108など)本質的に硬い表面を含む手掌表面領域104の部分に沿って配置することができる実施形態では、トランスデューサ300の1つ以上の層の厚さを減少させることができ、トランスデューサ300の1つ以上の層の弾性が増加することができ、および/または、トランスデューサ300の1つまたは複数の層を省略することができる。言い換えると、オペレータの手の特定の解剖学的部分の自然に硬い表面特性のために、検知領域122および/またはセンサー222のトランスデューサ300は、堅い構成を含める必要はない。 In some embodiments, one or more layers of the transducer 300 are made based on the operator's hand physiology to be received within the glove system 100, 200, the tasks performed by the glove system 100, 200, and the like. It should be understood that modifications or omissions may be made. Alternatively, if the glove system 200 includes one or more sensor arrays 220 in which a plurality of sensors 222 are located, one or more layers of the transducers 300 of the plurality of sensors 222 exert pressure on the glove system 200. It can be modified or omitted to enhance the ability of the glove system 200 to detect a particular location. For example, the sensor arrays 120, 220 of the glove systems 100, 200 may be placed along a portion of the palm surface area 104 that includes an essentially hard surface (eg, palm middle hand area 106, middle palm area 108, etc.). In a possible embodiment, the thickness of one or more layers of the transducer 300 can be reduced, the elasticity of one or more layers of the transducer 300 can be increased, and / or one of the transducers 300 or Multiple layers can be omitted. In other words, due to the naturally hard surface properties of certain anatomical parts of the operator's hand, the transducer 300 of the detection area 122 and / or the sensor 222 does not need to include a rigid configuration.

さらなる例として、グローブシステム100、200のセンサーアレイ120、220が(例えば、小指球部110、母指領域112など)本質的に柔軟な表面を含む掌表面領域104の部分に沿って配置され得る実施形態では、トランスデューサ300の1つ以上の層の厚さを増加させることができ、トランスデューサ300の1つ以上の層の弾性が低下することがあり得、および/または、トランスデューサ300の1つまたは複数の層を省略することができる。言い換えると、オペレータの手の特定の解剖学的部分の自然に柔らかい表面特性のために、検知領域122および/またはセンサー222のトランスデューサ300は、堅い構成を含める必要があり得る。 As a further example, sensor arrays 120, 220 of the glove system 100, 200 may be placed along a portion of the palm surface region 104 that includes an essentially flexible surface (eg, hypothenar portion 110, thumb region 112, etc.). In embodiments, the thickness of one or more layers of the transducer 300 can be increased, the elasticity of one or more layers of the transducer 300 can be reduced, and / or one of the transducers 300 or Multiple layers can be omitted. In other words, due to the naturally soft surface properties of certain anatomical parts of the operator's hand, the transducer 300 of the detection area 122 and / or the sensor 222 may need to include a rigid configuration.

引き続き図5を参照すると、内側拡散層310および/または内側接触層312は、例えば、グローブシステム200のセンサーアレイ220がその中に複数のセンサー222を含むように、トランスデューサ300から完全に省略することができる。この場合には、複数のセンサー222のうちの1つまたは複数は、少なくとも外側接触層304、外側拡散層306、および、感知層308を含むトランスデューサ300を含むことができる。この実施形態では、1つ以上の内部拡散層310および/または内側接触層312が省略されており、トランスデューサ300の残りの層の厚さおよび/または材料弾性は、この省略に対応するために変更できる。例えば、トランスデューサ300の内側接触層312を省略することは、トランスデューサ300に適切な剛性を提供して、適切な力配分(例えば、約0.25ミリメートルから約0.35ミリメートルの範囲)を実行するために、内部拡散層310の厚さを増加させることにより対応することができる。さらに、トランスデューサ300の内部拡散層310の材料弾性は、内側接触層312の省略によるセンシング領域全体に適切な圧力の拡散を提供するために減少させることができる(例えば、約50Aから約60Aのショア硬さの範囲)。言い換えると、トランスデューサ300の内部拡散層310の硬度および/または剛性は、このような内部拡散層310を通して、トランスデューサ300の内面314に沿って受ける力荷重を適切に受け取り、分散し、正規化するために、内側接触層312の省略に対応するために増加させることができる。 Continuing with reference to FIG. 5, the inner diffusion layer 310 and / or the inner contact layer 312 is omitted altogether from the transducer 300 so that, for example, the sensor array 220 of the globe system 200 includes a plurality of sensors 222 therein. Can be done. In this case, one or more of the plurality of sensors 222 may include at least the outer contact layer 304, the outer diffusion layer 306, and the transducer 300 including the sensing layer 308. In this embodiment, one or more internal diffusion layers 310 and / or inner contact layers 312 are omitted, and the thickness and / or material elasticity of the remaining layers of the transducer 300 is modified to accommodate this omission. can. For example, omitting the inner contact layer 312 of the transducer 300 provides the transducer 300 with the proper stiffness and performs the proper force distribution (eg, in the range of about 0.25 mm to about 0.35 mm). Therefore, it can be dealt with by increasing the thickness of the internal diffusion layer 310. In addition, the material elasticity of the internal diffusion layer 310 of the transducer 300 can be reduced to provide adequate pressure diffusion over the sensing region due to the omission of the inner contact layer 312 (eg, shore of about 50A to about 60A). Hardness range). In other words, the hardness and / or rigidity of the internal diffusion layer 310 of the transducer 300 is to properly receive, disperse, and normalize the force load received along the inner surface 314 of the transducer 300 through such an internal diffusion layer 310. In addition, it can be increased to accommodate the omission of the inner contact layer 312.

他の実施形態では、外側接触層304および外側拡散層306は、感知層308上に配置された単一の外層(図示せず)については省略することができる。この実施形態では、外側接触層304および外側拡散層306の材料組成は、剛性、圧縮率、そして、外側接触層304および外側拡散層306に集合的に設けられた構造を適切に提供するために、単一の外層に集合的に提供されてもよい。この場合には、単一の外層がもともと、本明細書に記載の外側接触層304および外側拡散層306によって、それぞれ、実行された分散および拡散特性を実行するように構成および操作可能であるように感知層308の上に単一の層のみが印刷される。単一の外層は、ショア硬度約27Aから約95Aの弾性の範囲を含むことができる。特に、単一の外層には、層の横方向の厚さを通してさまざまな弾性(つまり、ショア硬度)が含まれる場合がある。それにより、それを通る力の分散と拡散の両方を促進する。言い換えると、本実施形態の単一の外層は、力を受け、その力を複数の力に分散し、そして、複数の正規化された力をそれに固定された感知層308に伝える前に、複数の力を正規化するように構成される。 In other embodiments, the outer contact layer 304 and the outer diffusion layer 306 can be omitted for a single outer layer (not shown) located on the sensing layer 308. In this embodiment, the material composition of the outer contact layer 304 and the outer diffusion layer 306 is to adequately provide rigidity, compression ratio, and a structure collectively provided to the outer contact layer 304 and the outer diffusion layer 306. , May be collectively provided in a single outer layer. In this case, the single outer layer is originally configured and manipulated by the outer contact layer 304 and the outer diffusion layer 306 described herein to perform the performed dispersion and diffusion properties, respectively. Only a single layer is printed on top of the sensing layer 308. A single outer layer can include an elastic range of shore hardness of about 27A to about 95A. In particular, a single outer layer may contain varying elasticity (ie, shore hardness) throughout the lateral thickness of the layer. Thereby, it promotes both the dispersion and diffusion of the force passing through it. In other words, a single outer layer of the present embodiment receives a force, distributes the force into the plurality of forces, and transmits the plurality of normalized forces to a plurality of sensing layers 308 fixed to it. Is configured to normalize the power of.

内側接触層312および内側拡散層310は、単一の外層の代わりに、および/または単一の外層に加えて感知層308の上に配置された単一の内層(図示せず)についても同様に省略できることが理解されるべきである。特に、単一の内側層は、単一の外層の反対側の表面に沿って感知層308の上に配置することができる。内側接触層312および内部拡散層310の材料組成は、剛性、圧縮率、そして、内側接触層312および内部拡散層310に集合的に設けられた構造を適切に提供するために、単一の内層に集合的に提供することができる。この場合には、単一の内層が分散および、本明細書に記載されている、それぞれの、もともと内部接触層312と内部拡散層310とによって実行された拡散特性を実行するように構成され、動作するように、単一の外層を含む感知層308の表面の反対側の感知層308に沿って単一の層のみが印刷され、単一の内層には、層の側面の厚さを通して、さまざまな弾性(つまり、ショア硬度)を含むことができ、それにより、力の分散と拡散を容易にする。言い換えると、本実施形態の単一の内層は、力(例えば、法線力)を受けるように構成され、力を複数の力に分散し、そして、複数の正規化された力を、それに固定された感知層308に伝える前に複数の力を正規化する。 The inner contact layer 312 and the inner diffusion layer 310 are also for a single inner layer (not shown) placed on top of the sensing layer 308 in place of the single outer layer and / or in addition to the single outer layer. It should be understood that it can be omitted. In particular, a single inner layer can be placed on top of the sensing layer 308 along the opposite surface of the single outer layer. The material composition of the inner contact layer 312 and the inner diffusion layer 310 is a single inner layer to adequately provide rigidity, compressibility, and the structure collectively provided to the inner contact layer 312 and the inner diffusion layer 310. Can be provided collectively to. In this case, a single inner layer is configured to disperse and perform the diffusion characteristics originally performed by the internal contact layer 312 and the internal diffusion layer 310, respectively, as described herein. To operate, only a single layer is printed along the sensing layer 308 opposite the surface of the sensing layer 308 containing a single outer layer, and the single inner layer is through the thickness of the sides of the layer. It can contain a variety of elasticity (ie, shore hardness), which facilitates force distribution and diffusion. In other words, a single inner layer of this embodiment is configured to receive a force (eg, normal force), distribute the force into multiple forces, and fix multiple normalized forces to it. A plurality of forces are normalized before being transmitted to the sense layer 308.

ここで、図7のフロー図とともに図6を参照すると、グローブシステム100、200に印加された力荷重を検出および測定する例示的な方法400が、概略的に示されている。すなわち、グローブシステム100、200は、オペレータの手の平面に対してさまざまな角度の向きで、グローブシステム100、200の1つ以上のセンサーアレイ120、220に沿って受ける力の負荷から生成される結果として生じる圧力を測定するように動作可能である。図6-7および以下の付随する説明は、本明細書に記載の主題を限定すること、または、レイヤー間で力を分散する方法の正確な説明を表すことを意図していない、代わりに、本明細書に記載の層の一般的な力分散特性を示すために、簡単な回路図の概要を提供することを目的としている。 Here, with reference to FIG. 6 along with the flow diagram of FIG. 7, an exemplary method 400 for detecting and measuring the force load applied to the glove systems 100, 200 is schematically shown. That is, the glove systems 100, 200 are generated from the load of force received along one or more sensor arrays 120, 220 of the glove systems 100, 200 at various angles to the plane of the operator's hand. It can be operated to measure the pressure generated as. 6-7 and the accompanying description below are not intended to limit the subject matter described herein or to represent an exact description of how forces are distributed between layers, instead. It is intended to provide a brief schematic overview to demonstrate the general force distribution characteristics of the layers described herein.

図6を参照すると、ステップ402において、力Fを、グローブシステム100、200の1つまたは複数のセンサーアレイ120、220のうちの少なくとも1つに沿って(図1-2)、特に、感知領域122および/またはセンサー222のトランスデューサ300の外側接触層304に沿って受ける。この力Fは、トランスデューサ300の外側表面302に対して横方向にある力ベクトルFが外側接触層304に沿って受けられるように水平成分FXと垂直成分FYで構成される。言い換えると、力Fは、グローブシステム100、200の検知領域122および/またはセンサー222に沿って受け取られる大きさと方向の両方を含むベクトル量である。ステップ412において、力Fを受ける外側接触層304に応じて、トランスデューサ300の外側面302に沿って、1つまたは複数の法線力FR1、FR2は、トランスデューサ300の内面314に沿って内側接触層312で生成および受けられる。1つまたは複数の法線力FR1、FR2は、内面314に隣接してこれに当接して配置されたオペレータの手によってトランスデューサ300に加えられる反力である。法線力FR1、FR2は、法線力ベクトルFR1、FR2が、トランスデューサ300の内面314に対して横方向にある内側接触層312に沿って受けられるように、水平成分F 、F 、および垂直コンポーネントF 、F で構成され、 Referring to FIG. 6, in step 402, the force F is applied along at least one of one or more sensor arrays 120, 220 of the globe systems 100, 200 (FIG. 1-2), in particular the sensing area. Received along the outer contact layer 304 of the transducer 300 of the 122 and / or the sensor 222. This force F is composed of a horizontal component FX and a vertical component FY so that the force vector F lateral to the outer surface 302 of the transducer 300 can be received along the outer contact layer 304. In other words, the force F is a vector quantity that includes both the magnitude and direction received along the detection area 122 and / or the sensor 222 of the glove system 100, 200. In step 412, one or more normal forces FR1 and FR2 are inside along the inner surface 314 of the transducer 300 along the outer surface 302 of the transducer 300, depending on the outer contact layer 304 receiving the force F. It is generated and received by the contact layer 312. The one or more normal forces FR1 and FR2 are reaction forces applied to the transducer 300 by the hands of an operator placed adjacent to and abutting on the inner surface 314. The normal forces FR1 and FR2 are horizontal components FR1 so that the normal forces FR1 and FR2 are received along the inner contact layer 312 laterally to the inner surface 314 of the transducer 300. Consists of X , FR 2 X , and vertical components FR 1 Y , FR 2 Y ,

したがって、検知領域122および/またはセンサー222は、グローブシステム100に係合する外部オブジェクトによって外側接触層304で少なくとも1つの力Fと、その中に配置されたオペレータの手によって内側接触層312における少なくとも1つの垂直力FRとを受ける内部接触層312に沿って受ける垂直力FRの量は、力Fがトランスデューサ300に加えられるときトランスデューサ300は、その上でオペレータの手を係合する内側接触層312に沿った多数の接触点に対応することができることが理解されるべきである。この例では、トランスデューサ300は、法線力のペアFR1、FR2が生成され、内側接触層312に適用されるような2つの位置において、内面314に沿ってオペレータの手と係合する。追加のおよび/またはより少ない力Fおよび/または垂直力FR1、FR2は、本開示の範囲から逸脱することなく、ここに示され、描かれているものよりもグローブシステム100、200の感知領域122および/またはセンサー222に適用することができることが理解されるべきである。 Thus, the detection area 122 and / or the sensor 222 has at least one force F at the outer contact layer 304 by the external object engaging the glove system 100 and at least one force F at the inner contact layer 312 by the operator's hand placed therein. The amount of normal force FR received along the internal contact layer 312 that receives one normal force FR is the inner contact layer 312 on which the transducer 300 engages the operator's hand when the force F is applied to the transducer 300. It should be understood that it is possible to accommodate a large number of contact points along. In this example, the transducer 300 engages the operator's hand along the inner surface 314 at two positions such that normal force pairs FR1 and FR2 are generated and applied to the inner contact layer 312. Additional and / or less forces F and / or normal forces FR1 , FR2 are more perceptible to the Globe Systems 100, 200 than those shown and depicted herein, without departing from the scope of the present disclosure. It should be understood that it can be applied to regions 122 and / or sensors 222.

引き続き図6を参照すると、ステップ404において、外側接触層304は、トランスデューサ300の外側面302に沿って、外側接触層304の領域を通して力Fが均等に分散されるように均等に受けた力Fを分散する。力ベクトルFの大きさに依存して、力Fは、トランスデューサ300で受けた初期力Fは、外側接触層304に、外側拡散層306に向かって均等に分散されるように、「N」回の、F/Nに分割されることが理解されるべきである。この例では、力Fは、外側接触層304を通じて、9つの等しい分散F/9に分散される。しかしながら、他の例では、力ベクトルFは、力Fが様々な他の分散量に分散されるように、より大きなおよび/またはより小さな大きさを含むことができる。ステップ414において、内側接触層312は、法線力FR1、FR2(つまり、反力)が、内側接触層312の領域全体に均等に分散しているように、均等に、トランスデューサ300の内面314に沿って受けた垂直力FR1、FR2を分散させる力ベクトルFの大きさに依存して、法線力FR1、FR2は、トランスデューサ300で受けた初期の法線力FR1、FR2が、外側接触層304に沿って、初期力ベクトルFと実質的に同等の量で、内側接触層312を通して、そして内部拡散層310に向かって均等に分散するように、「N」回、FR/Nに分割されることが理解されるべきである。この例では、法線力FR1、FR2は、外側接触層304における力F/9の分散に対応して、内側接触層312を通して9つの等しい分散FR/9に分散される。 Continuing with reference to FIG. 6, in step 404, the outer contact layer 304 receives the force F evenly along the outer surface 302 of the transducer 300 through the region of the outer contact layer 304 so that the force F is evenly distributed. Disperse. Depending on the magnitude of the force vector F, the force F is "N" times such that the initial force F received by the transducer 300 is evenly distributed in the outer contact layer 304 towards the outer diffusion layer 306. It should be understood that the F / N is divided. In this example, the force F is distributed through the outer contact layer 304 into nine equal dispersions F / 9. However, in another example, the force vector F can include larger and / or smaller magnitudes such that the force F is dispersed into various other dispersion quantities. In step 414, the inner contact layer 312 is evenly distributed on the inner surface of the transducer 300 so that the normal forces FR1 and FR2 (ie, reaction forces) are evenly distributed over the entire region of the inner contact layer 312. Depending on the magnitude of the force vector F that disperses the vertical forces FR1 and FR2 received along 314, the normal forces FR1 and FR2 are the initial normal forces FR1 received by the transducer 300. "N" times such that FR2 is evenly distributed along the outer contact layer 304, in an amount substantially equal to the initial force vector F, through the inner contact layer 312 and towards the inner diffusion layer 310. , It should be understood that it is divided into FR / N. In this example, the normal forces FR1 and FR2 are dispersed in nine equal dispersion FR / 9s through the inner contact layer 312, corresponding to the dispersion of the force F / 9 in the outer contact layer 304.

ステップ406において、1つ以上のフォースセグメントに、外側接触層304の領域全体に分散している力F/9で、分散された力F/9は、外側接触層304に隣接してこれと連絡して配置される外側拡散層306に伝達される。この場合には、外側拡散層306は、外側接触層304によって分散された1つまたは複数のセグメントF/9に対応するさまざまな位置で外側拡散層306の表面積全体にわたり分散力F/9を受ける。ステップ408において、外側拡散層306は、外側接触層304で最初に受ける力ベクトルFの大きさに等しい累積大きさの力ベクトルF/9が安定し、スカラー力FY/9に移行するように外側接触層304から受けた分散力F/9を正規化する。ステップ416において、1つ以上の法線力セグメントFR/9に、内側接触層312の領域全体に分散している法線力FR/9で、分散法線力FR/9は、内側接触層312に隣接して、それと連絡して配置された内部拡散層310に伝達される。この場合には、内部拡散層310は、内側接触層312により分散された1つ以上のセグメントFR/9に対応するさまざまな位置において、内部拡散層310の表面積をわたる分散法線力FR/9を受ける。ステップ418において、内部拡散層310は、法線力ベクトルFR/9が安定し、内側接触層312で受けた法線力ベクトルFR1、FR2の元の大きさに相当する累積的な大きさのスカラー力FRY/9に移行するように、内部接触層312から受信した分散法線力FR/9を正規化する。 In step 406, with a force F / 9 dispersed across the region of the outer contact layer 304 in one or more force segments, the dispersed force F / 9 is adjacent to and communicates with the outer contact layer 304. It is transmitted to the outer diffusion layer 306 arranged in the above direction. In this case, the outer diffusion layer 306 receives a dispersion force F / 9 over the entire surface area of the outer diffusion layer 306 at various positions corresponding to one or more segments F / 9 dispersed by the outer contact layer 304. .. In step 408, the outer diffusion layer 306 is outer so that the force vector F / 9 having a cumulative magnitude equal to the magnitude of the force vector F initially received by the outer contact layer 304 stabilizes and shifts to the scalar force FY / 9. The dispersion force F / 9 received from the contact layer 304 is normalized. In step 416, the normal normal force FR / 9 is dispersed in one or more normal force segments FR / 9 over the entire region of the inner contact layer 312, and the dispersed normal force FR / 9 is the inner contact layer 312. It is transmitted to the internal diffusion layer 310 adjacent to and in contact with it. In this case, the internal diffusion layer 310 has a dispersion normal force FR / 9 across the surface area of the internal diffusion layer 310 at various positions corresponding to one or more segments FR / 9 dispersed by the inner contact layer 312. Receive. In step 418, the internal diffusion layer 310 has a cumulative size corresponding to the original size of the normal force vectors FR1 and FR2 received by the inner contact layer 312 in which the normal force vector FR / 9 is stable. The dispersion normal force FR / 9 received from the internal contact layer 312 is normalized so as to shift to the scalar force FRY / 9.

引き続き図6を参照すると、ステップ410において、正規化され、外側拡散層306の領域全体に分散したスカラー力FY/9で、FY/9の正規化および分散された力は、外側拡散層306に隣接して、それと連絡して配置された感知層308に伝達される。この場合には、感知層308は、外側拡散層306によって分散された1つ以上のセグメントに対応する感知層308の外側面に沿って、様々な位置での感知層308の表面積全体にわたってFY/9の正規化および分散された力を受ける。ステップ420において、内部拡散層310の正規化され、エリア全体に分散されたスカラー法線力FRY/9で、正規化および分散された法線力FRY/9は、内部拡散層310に隣接してこれと連絡して配置された感知層308に伝達される。この場合には、感知層308は、内部拡散層310により分散された1つ以上のセグメントに対応する感知層308の内面に沿って、様々な位置での感知層308の表面積全体にわたる正規化および分散された垂直力FRY/9を受ける。 Continuing with reference to FIG. 6, in step 410, with the scalar force FY / 9 normalized and dispersed throughout the region of the outer diffusion layer 306, the normalized and dispersed force of FY / 9 is applied to the outer diffusion layer 306. Adjacent to it, it is transmitted to the sensing layer 308 arranged in contact with it. In this case, the sensing layer 308 is FY / over the entire surface area of the sensing layer 308 at various locations along the outer surface of the sensing layer 308 corresponding to one or more segments dispersed by the outer diffusion layer 306. Receives 9 normalized and distributed forces. In step 420, the normalized and distributed scalar normal force FRY / 9 of the internal diffusion layer 310 is adjacent to the internal diffusion layer 310 with the normalized and dispersed normal force FRY / 9. It is transmitted to the sensing layer 308 arranged in contact with this. In this case, the sensing layer 308 is normalized and normalized over the entire surface area of the sensing layer 308 at various locations along the inner surface of the sensing layer 308 corresponding to one or more segments dispersed by the internal diffusion layer 310. Receives a distributed normal force FRY / 9.

ステップ422において、感知層308は、感知層308の表面積をわたる複数の位置において、外層304、306(つまり、外側接触層304および外側拡散層306)からの正規化され分散された力FY/9、および、内側層310、312(つまり、内部拡散層310および内部接触層312)からの正規化され分散された垂直力FRY/9を受け、感知する。この場合には、複数の力が均等に分散され、均一な分散と正規化された力ベクトルのために、より高い精度で、測定可能なスカラー量で感知層308に加えられる。ステップ424において、測定された初期力Fと法線力FR1、FR2の大きさで、感知層308は、グローブシステム100、200の検知領域122および/またはセンサー222に印加される、結果として生じる圧力を決定する。 In step 422, the sensing layer 308 is a normalized and dispersed force FY / 9 from the outer layers 304, 306 (ie, the outer contact layer 304 and the outer diffusion layer 306) at multiple locations across the surface area of the sensing layer 308. , And the normalized and dispersed normal force FRY / 9 from the inner layers 310 and 312 (ie, the inner diffusion layer 310 and the inner contact layer 312) is received and sensed. In this case, the plurality of forces are evenly distributed and applied to the sensing layer 308 with higher accuracy and a measurable scalar quantity due to the uniform dispersion and the normalized force vector. In step 424, with the magnitudes of the measured initial force F and normal forces FR1 and FR2 , the sensing layer 308 is applied to the sensing area 122 and / or the sensor 222 of the globe systems 100, 200, as a result. Determine the pressure generated.

上記のシステムには、1つ以上の非離散センシング領域を含む各センサーアレイ、および/または、検出のためにその中に配置された個別のセンサーを用いて、グローブのさまざまな解剖学的領域に沿って、配置され、そして、それに加えられる力を測定する複数のセンサーアレイを提供する圧力感知グローブシステムが含まれる。1つ以上の非離散センシング領域および/または離散センサーは、拡散層のペア内に配置されたセンサーを含むトランスデューサを含み、さらに、拡散層のペアを横切ってトランスデューサの外側面に沿って受けた力を分散する接触層のペア内に配置される。拡散層のペアは、それによって、接触層のペアから受けた力を正規化し、検出のため、およびセンサーに加えられる結果として生じる圧力を決定するために、その中に配置された感知層全体に正規化された力を分散する。 The above system uses each sensor array containing one or more non-discrete sensing regions and / or individual sensors placed therein for detection in different anatomical regions of the glove. Includes a pressure sensing glove system that provides multiple sensor arrays that are placed along and measure the force applied to it. One or more non-discrete sensing regions and / or discrete sensors include a transducer that includes sensors located within a pair of diffuse layers, and further, forces received along the outer surface of the transducer across the pair of diffuse layers. Is placed within a pair of contact layers that disperse. A pair of diffuse layers thereby normalizes the force received from the pair of contact layers and throughout the sensing layer placed therein for detection and to determine the resulting pressure applied to the sensor. Disperse the normalized force.

「実質的に」および「約」という用語は、定量的な比較、値、測定、または他の表現に起因する可能性がある不確実性の固有の程度を表すために、本明細書で利用され得ることに留意する。これらの用語は、本明細書で、問題の主題の基本機能に変更をもたらすことなく、定量的表現が、記載されている参考文献とは異なる場合がある程度を表すためにも使用される。 The terms "substantially" and "about" are used herein to describe the inherent degree of uncertainty that may result from a quantitative comparison, value, measurement, or other expression. Keep in mind that it can be done. These terms are also used herein to describe to some extent that the quantitative representation may differ from the references described, without causing any change in the basic function of the subject matter in question.

本明細書では特定の実施形態を例示し説明したが、請求された主題の主旨および範囲から逸脱することなく、他のさまざまな変更および修正が行われることがあり得ることは理解されるべきである。また、請求された主題の様々な態様が本明細書に記載されているが、そのような側面を組み合わせて利用する必要はない。したがって、添付の特許請求の範囲は、特許請求された主題の範囲内であるようなすべての変更および修正を対象とすることを意図している。 Although specific embodiments have been exemplified and described herein, it should be understood that various other changes and modifications may be made without departing from the gist and scope of the claimed subject matter. be. Also, various aspects of the claimed subject matter are described herein, but it is not necessary to utilize such aspects in combination. Therefore, the appended claims are intended to cover all changes and amendments that are within the scope of the claimed subject matter.

Claims (15)

水平コンポーネントおよび垂直コンポーネントを含む力を受けるための接触層のペアと、
接触層のペアの間に配置された拡散層のペアであって、該接触層のペアは、該拡散層のペア全体でセンサーの外側面に沿って受ける力を分散する、ペアと、
前記拡散層のペアの間に配置された感知層であって、
該拡散層のペアは、前記感知層を横断する接触層の前記ペアから受けた前記力を、前記力の前記垂直コンポーネントを含むスカラー力に移行させ、
該感知層は、前記センサーに印加される結果として生じる圧力を決定するために、該感知層の表面積全体にわたり複数の位置で前記スカラー力を受け、
前記接触層のペアは、内側接触層および外側接触層を含み、
該内側接触層は、該外側接触層よりも大きな弾性を有し、
前記感知層のペアは、内側拡散層および外側拡散層を含み、
該内側拡散層は、該外側拡散層よりも大きな弾性を有する、
感知層と、
を含むセンサーを備える、
力を測定するための圧力感知デバイス。
A pair of contact layers for receiving forces, including horizontal and vertical components,
A pair of diffusion layers arranged between a pair of contact layers, wherein the pair of diffusion layers distributes the force received along the outer surface of the sensor across the pair of diffusion layers.
A sensing layer arranged between the pairs of diffusion layers.
The diffusion layer pair transfers the force received from the pair of contact layers across the sensing layer into a scalar force that includes the vertical component of the force.
The sensing layer receives the scalar force at multiple locations over the entire surface area of the sensing layer to determine the resulting pressure applied to the sensor.
The pair of contact layers includes an inner contact layer and an outer contact layer.
The inner contact layer has greater elasticity than the outer contact layer and has greater elasticity.
The pair of sensing layers includes an inner diffusion layer and an outer diffusion layer.
The inner diffusion layer has greater elasticity than the outer diffusion layer.
With the sensing layer,
Equipped with sensors including
A pressure sensing device for measuring force.
前記感知層は、該感知層に作用する圧力を電気信号に変換する3次元のロードセルを含む、請求項1に記載の圧力感知デバイス。 The pressure sensing device of claim 1 , wherein the sensing layer comprises a three-dimensional load cell that converts the pressure acting on the sensing layer into an electrical signal . 拡散層の前記ペアが、接触層の前記ペアに対して柔軟であるように、拡散層の前記ペアは、接触層の前記ペアよりも大きな弾性を含む、請求項1または2に記載の圧力感知デバイス。 The pressure sensing according to claim 1 or 2, wherein the pair of diffusion layers contains greater elasticity than the pair of contact layers, just as the pair of diffusion layers is flexible with respect to the pair of contact layers. device. 前記拡散層の前記ペアの前記弾性は、ショア硬度値の範囲が約27Aないし50Aである、請求項3に記載の圧力感知デバイス。 The pressure sensing device of claim 3, wherein the elasticity of the pair of diffusion layers has a shore hardness value range of about 27A to 50A. 前記接触層の前記ペアの前記弾性は、ショア硬度値の範囲が約75Aないし95Aである、請求項3または4に記載の圧力感知デバイス。 The pressure sensing device of claim 3 or 4, wherein the elasticity of the pair of the contact layers has a shore hardness value range of about 75A to 95A. 拡散層の前記ペアは、接触層の前記ペアよりも厚い、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の圧力感知デバイス。 The pressure sensing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the pair of diffusion layers is thicker than the pair of contact layers. 接触層の前記ペアの第1層は、前記圧力感知デバイスの外側面に沿って伸び、
接触層の前記ペアの第2層は、前記圧力感知デバイスの内面に沿って伸びている、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の圧力感知デバイス。
The first layer of the pair of contact layers extends along the outer surface of the pressure sensing device and extends.
The pressure sensing device according to any one of claims 1 to 6, wherein the second layer of the pair of contact layers extends along the inner surface of the pressure sensing device.
前記接触層の前記ペアの第1層は、前記圧力感知デバイスの前記外側面から前記力を受け、
前記接触層の前記ペアの第2層は、前記外側面で前記力を受ける接触層の前記ペアの第1層に応じて、前記圧力感知デバイスの前記内面で発生する垂直力を受ける、請求項7に記載の圧力感知デバイス。
The first layer of the pair of the contact layers receives the force from the outer surface of the pressure sensing device.
The second layer of the pair of the contact layers receives a normal force generated on the inner surface of the pressure sensing device, depending on the first layer of the pair of contacts receiving the force on the outer surface. 7. The pressure sensing device according to 7.
前記センサーは、接触層の前記ペア、拡散層の前記ペア、および、前記感知層を通して、垂直に延びるガイド機能をさらに含む、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の圧力感知デバイス。 The pressure sensing device according to any one of claims 1 to 8, wherein the sensor further includes the pair of contact layers, the pair of diffusion layers, and a guide function extending vertically through the sensing layer. 前記ガイド機能は、接触層の前記ペア、拡散層の前記ペアおよび前記感知層のアライメントを維持し、これにより、前記センサーで受ける力の検出精度が向上する、請求項9に記載の圧力感知デバイス。 The pressure sensing device according to claim 9, wherein the guide function maintains the alignment of the pair of contact layers, the pair of diffusion layers, and the sensing layer, thereby improving the detection accuracy of the force received by the sensor. .. センサーの外側接触層および内側接触層に沿った位置に該センサーを備えるデバイスに加えられる力を受けるステップであって、該力は、水平コンポーネントおよび垂直コンポーネントを含む、ステップと、
前記位置から、前記外側接触層および前記内側接触層に沿って、前記外側接触層および前記内側接触層をわたる複数の位置まで、前記力を分散させるステップと、
前記センサーの外側拡散層および内側拡散層の複数の位置において、前記外側接触層および前記内側接触層の前記複数の位置から前記力を受けるステップであって、前記外側拡散層および前記内側拡散層は、その上で受けた前記力に対して前記外側接触層および前記内側拡散層の下に配置される、ステップと、
前記外側拡散層および前記内側拡散層をわたる前記複数の位置において、前記外側拡散層および前記内側拡散層を通り、前記力の前記垂直コンポーネントを含む前記力をスカラー力に移行するステップと、
前記センサーの感知層の表面をわたる力を受けるステップであって、該感知層は、前記外側拡散層および前記外側拡散層の下に配置され、前記内側接触層は、前記外側接触層より大きな弾性を有し、該内側拡散層は、該外側拡散層よりも大きな弾性を有する、ステップと、
を含む方法。
A step that receives a force applied to a device comprising the sensor in a position along the outer and inner contact layers of the sensor, wherein the force includes a horizontal component and a vertical component.
A step of distributing the force from the position to a plurality of positions across the outer contact layer and the inner contact layer along the outer contact layer and the inner contact layer.
At a plurality of positions of the outer diffusion layer and the inner diffusion layer of the sensor, the outer diffusion layer and the inner diffusion layer are steps in which the force is received from the plurality of positions of the outer contact layer and the inner contact layer. A step and a step that is placed beneath the outer contact layer and the inner diffusion layer against the force received on it.
A step of transferring the force, including the vertical component of the force, into a scalar force through the outer diffusion layer and the inner diffusion layer at the plurality of positions across the outer diffusion layer and the inner diffusion layer.
In the step of receiving a force across the surface of the sensing layer of the sensor, the sensing layer is arranged below the outer diffusion layer and the outer diffusion layer, and the inner contact layer has greater elasticity than the outer contact layer. And the inner diffusion layer has greater elasticity than the outer diffusion layer,
How to include.
前記力を受ける前記センサーの前記外側接触層に応じて、前記センサーの内部接触層に沿った位置で垂直力を受けるステップと、
前記内部接触層に沿った前記位置から前記垂直力を、前記内部接触層をわたる複数の位置へ分散させるステップと、
前記センサーの内部拡散層の複数の位置で、前記内部接触層の前記複数の位置から前記垂直力を受けるステップであって、前記内部拡散層は、その上で受ける垂直力に対して前記内部接触層の上に配置される、ステップと、
をさらに含む、請求項11に記載の方法。
A step of receiving a normal force at a position along the inner contact layer of the sensor, depending on the outer contact layer of the sensor receiving the force.
A step of dispersing the normal force from the position along the internal contact layer to a plurality of positions across the internal contact layer.
A step of receiving the normal force from the plurality of positions of the internal contact layer at a plurality of positions of the internal diffusion layer of the sensor, wherein the internal diffusion layer makes the internal contact with respect to the normal force received on the vertical force. Steps and steps placed on top of the layer,
11. The method of claim 11.
前記内部拡散層を通る前記垂直力を、前記内部拡散層をわたる前記複数の位置で、スカラー力に移行するステップと、
前記感知層の前記表面をわたる法線力を受けるステップであって、前記感知層は、その上に受ける垂直力に対して相対する前記内部接触層および前記内部拡散層の上に配置される、ステップと、
をさらに含む、請求項12に記載の方法。
A step of transferring the normal force passing through the internal diffusion layer to a scalar force at the plurality of positions across the internal diffusion layer.
A step of receiving a normal force across the surface of the sensing layer, wherein the sensing layer is placed on the internal contact layer and the internal diffusion layer opposite to the normal force received upon it. Steps and
12. The method of claim 12.
ユーザに装着されるグローブシステムであって、該グローブシステムは、少なくとも1つの指表面領域および掌表面領域を含む、グローブシステムと、
前記少なくとも1つの指表面領域102および前記掌表面領域のうちの少なくとも1つの上に提供された複数のセンサーと、
を備えるグローブ装置であって、
該複数のセンサーの各々は、
グローブ装置の表面に沿って配置され、前記グローブ装置の前記表面から力を受けるように構成された外層であって、前記力は水平コンポーネントおよび垂直コンポーネントを含み、該外層はさらに該力を分散させ、該力の該垂直コンポーネントを含むスカラー力に遷移させるように構成される、外層と、
外層に対向して配置され、前記グローブ装置の前記表面で前記外層が前記力を受けることに応じて、垂直力を受けるように構成された内層であって、該内層は、さらに、内層と、垂直力を分散するように構成されている、内層と、
前記外層と前記内層との間に配置された感知層であって、該感知層は、前記グローブ装置の前記表面から受ける前記力の結果として生じる大きさを検出するために、前記外層からの前記スカラー力および前記内層からのスカラー垂直力を受けるように構成されている、感知層と、を含み、
ここで、
前記外層は、外側接触層および外側拡散層を含み、
前記内層は、内側接触層および内側拡散層を含み、
該内側接触層は、該外側接触層よりも大きな弾性を有し、
該内側拡散層は、該外側拡散層よりも大きな弾性を有する、
グローブ装置。
A glove system worn by the user, the glove system comprising at least one finger surface area and a palm surface area.
With a plurality of sensors provided on the at least one finger surface area 102 and at least one of the palm surface areas.
It is a glove device equipped with
Each of the plurality of sensors
An outer layer arranged along the surface of the glove device and configured to receive a force from the surface of the glove device, wherein the force includes horizontal and vertical components, which further disperses the force. With an outer layer configured to transition to a scalar force containing the vertical component of the force,
An inner layer that is arranged to face the outer layer and is configured to receive a normal force in response to the outer layer receiving the force on the surface of the glove device, the inner layer further comprising an inner layer. The inner layer, which is configured to disperse the normal force ,
A sensing layer disposed between the outer layer and the inner layer, wherein the sensing layer from the outer layer is to detect the magnitude resulting from the force received from the surface of the glove device. Includes a sensing layer, which is configured to receive a scalar force and a scalar normal force from said inner layer.
here,
The outer layer includes an outer contact layer and an outer diffusion layer.
The inner layer includes an inner contact layer and an inner diffusion layer.
The inner contact layer has greater elasticity than the outer contact layer and has greater elasticity.
The inner diffusion layer has greater elasticity than the outer diffusion layer.
Globe device.
前記外層は、約75Aないし95Aの最初のショア硬度値を持つ第1厚さと、約27Aないし約50Aの第2ショア硬度値を有する第2厚さと、
を含み、
前記外層の前記第1厚さは、前記第2厚さに対する前記グローブ装置の前記表面に対して近接して配置され、
前記外層の前記第2厚さは、前記第1厚さに対する感知層に近接して配置される、
請求項14に記載のグローブ装置。
The outer layer has a first thickness having an initial shore hardness value of about 75A to 95A and a second thickness having a second shore hardness value of about 27A to about 50A.
Including
The first thickness of the outer layer is arranged in close proximity to the surface of the glove device with respect to the second thickness.
The second thickness of the outer layer is arranged in close proximity to the sensing layer for the first thickness.
The glove device according to claim 14.
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